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최근 양자점, 나노입자, 양자선, 나노막대, 광결정 등의 나노 포토닉스 구조체에 대한 물리학적 이해를 위한 연구와 이를 바탕으로 한 신개념의 포토닉스 양자 소자 개발에 대한 연구가 활발하다. 나노 포토닉스의 다양한 기술들은 바이오 감지와 영상 분야에도 유기적으로 접목되어 바이오 포토닉스 분야에도 활용될 수 있다. 세계적으로 각 연구 분야에서의 융합 연구의 중요성이 강조되고 있는 가운데, NT, BT, IT 분야의 융합 연구를 통한 나노 분석 기술과 나노 바이오 기반 연구에 큰 관심과 투자가 이루어지고 있다.
본 연구실은 양자점(quantum dot, QD)과 같은 나노 포토닉스 구조체와 빛과의 상호작용에 대한 물리학적 이해를 추구하고 있으며, 이를 기반으로 한 새로운 포토닉스 양자 소자와 바이오 융합 분야에 대한 연구를 진행하고 있다. 최근 포토닉스 분야와 바이오 분야 모두 점차 ‘군집’ 단위에 대한 연구로부터 나노 단위의 ‘단일’ 구조체에 대한 연구로 발전하고 있는데, 무기 포토닉스 반도체의 경우 단일 양자점 분광학(single QD spectroscopy)을, 유기 바이오 영상 분야에서는 단일 생체 분자 감지(single molecule detection)를 그 예로 들 수 있다. 이들 분야에 대한 연구를 위해서는 새로운 나노 구조체에 대한 개발과 함께 고해상도의 공간 및 시간 분해능을 갖는 광분석 영상 기술이 필수적인데, 본 연구실에서는 기존의 광기술 분야가 직면하고 있는 한계들을 극복하기 위한 열쇠를 이러한 기술들의 상호 보완적인 융합 연구 속에서 찾고자 한다.