본 연구실에서는 MOCVD를 활용하여 다양한 조성과 특징, 구조를 가진 2차원 층상 물질을 합성하는 연구를 한다. 이미 MoS2, WS2에 대해 대면적 단일층 박막의 합성 기술을 보유하고 있으며, 기체 전구체의 종류를 바꿔가며 다른 전기적, 광학적 성질을 가지는 2차원 층상 물질을 합성하려는 노력을 하고 있다. 또한, 2차원의 박막 형태뿐 아니라 1차원의 나노튜브, 3차원의 엠보싱 구조 등 다양한 구조의 전이금속칼코겐 화합물을 합성하고, MOCVD에 스퍼터나 전기장/자기장 자극을 결합하여 대면적의 다층 박막이나 단결정 박막을 생성하려는 노력도 함께 하고 있다.

또한 2차원 층상 물질의 층과 층 사이에 여러 알칼리 금속이나 분자를 인터칼레이션하는 연구도 하고 있다. 인터칼레이션을 함으로써 층과 층 사이의 탈동조화 및 전자 운송을 통해 물질의 특성을 변화하는 연구를 계획 중이다. 또한 다양한 호스트 물질과 게스트 물질의 조합을 통해 새로운 빌딩 블록을 만들고, 이를 다시 조합해 여러 가지 새로운 물질을 합성하려는 시도를 하고 있다.