Nanoelectronics
전통적인 평면 MOSFET의 크기가 나노미터 단위로 줄어듦에 따라 소자의 성능은 단채널 효과에 의해 크게 저하된다. 이러한 소자의 성능저하를 극복하고자 평면 실리콘 MOSFET의 대체 후보들인 나노와이어, Ultra thin-body, 쇼트키-배리어 트랜지스터 등 차세대 트랜지스터에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 나노미터 단위의 소자는 고전적인 모델링 방법으로는 소자를 정확하게 기술하지 못하므로 양자역학적 모델링이 필요하다.
우리 연구실에서는 원자 수준의 Tight-binding, 제일 원리 계산과 비평형 그린 함수 등 엄밀한 양자 역학 방법론을 기반으로 전자 소자 시뮬레이터를 자체 개발 하고 있으며 이를 이용한 소자 특성연구를 진행하고 있다. 더 나아가 실리콘 뿐 아니라 게르마늄, III-V 화합물, TMDC, 강유전체 등 차세대 물질을 모델링하여 소자의 특성 해석도 진행 중이다. 또한 sub 60 mV/decade를 가지는 터널링 트랜지스터, Negative-Capacitance 트랜지스터 등 다양한 미래 소자에 대해서도 연구한다.

Spintronics
스핀트로닉스는 과거 전자공학에서 다루지 않았던 양자의 스핀특성을 제어하는 기술로, 차세대 나노테크놀로지의 주요기술 중의 하나로서 여겨진다. 특히 자성체를 활용한 MRAM은 차세대 메모리로 각광받고 있으며, 2008년 노벨 물리학상을 가져온 거대자기저항(GMR), 높은 MR ratio를 보이는 TMR, 그리고 2D, 3D의 topological insulator 모두 스핀트로닉스의 예시이다. 이러한 spintronic device로서의 다양한 활용과 수송특성을 연구한다.