- EMPS 및 극저온 프로브스테이션을 활용한 응집물질물리(반도체, 스핀트로닉스) 연구 수행
- 방사광 가속기용 X-선 반사경 제조기술 내재화 및 인프라 고도화
- 차세대 광학 제조 혁신을 위한 스마트 초정밀 가공 플랫폼
연구내용
EMPS 및 극저온 프로브스테이션을 활용한 응집물질물리(반도체, 스핀트로닉스) 연구 수행
- 차세대 노광 장비용 X-선 및 EUV 대역 자유형상 광학 부품 제조를 위한 장비·공정 핵심기술 개발
- 반도체, 미래차, 우주·항공 등 국가 전략산업 수요 맞춤형 고부가가치 첨단 광학 부품 개발
- 국내·외 선진 연구기관과의 산·학·연 협력 네트워크 구축을 통한 광학 기술 글로벌 경쟁력 제고
방사광 가속기용 X-선 반사경 제조기술 내재화 및 인프라 고도화
- 빔라인 및 실험 장치용 초정밀 X-선 반사경 제조 공정 개발
- X-선 광학 부품 및 검출기 성능 평가를 위한 전용 빔라인 구축 및 전문 장치 개발 센터로의 확장
차세대 광학 제조 혁신을 위한 스마트 초정밀 가공 플랫폼
- AI 기반 초정밀 가공 디지털 트윈 제조 플랫폼 연구
- 가공 효율 향상을 위한 로봇 기반 연마장비 및 통합 공정 개발
- 설계·제조·실증 기반의 스마트 초정밀 가공 플랫폼 개발
연구인프라
초정밀 자유 형상 광학 부품 제작을 위한 국내 최고 수준의 공동 활용 장비·시설 구축 및 운영
- ZEUS 장비 활용 서비스
- (초정밀 가공) 대구경 자유형상 가공이 가능한 초정밀 다이아몬드 터닝 시스템
- 주요 장비: Nanoform L1000 (Precitech 社), 450UPL (Moore 社)
- (초정밀 연마) 옹스트롬(A)급 표면거칠기 및 5 nm (RMS) 형상 정밀도 확보를 위한 자기유변 유체 연마 시스템
- 주요 장비: Q22-1200PC 및 Q-flex 300 (QED 社)
- (초정밀 측정) 마이크로~나노 미터급 형상 오차 및 표면 정밀도 검증을 위한 통합 측정 솔루션
- 주요 장비: 부분구경 스티칭 비구면 측정기(ASI(Q), QED 社), 동적 레이저 간섭계(S150, Äpre 社), 3차원 측정기(UA3P, Panasonic 社), 백색광 간섭계(CCI-Optics, Taylor Hobson 社)
인력
| 성명 | 직급 | 역할 |
|---|---|---|
| 김민철 | 선임연구원 | 닛장, 초정밀 광학 연구·개발 총괄, 초정밀 가공 디지털 트윈 개발, 엑스선 반사경 및 빔라인 설계 등 |
| 최환진 | 선임기술원 | 초정밀가공 및 측정 장비운영, 광학계 초정밀가공 및 측정, 초정밀 가공기술 개발 |
| 전민우 | 선임기술원 | 자기유변유체연마기(MRF) 운영, 자유형상 광부품 제작기술 개발 |
| 여우종 | 박사후연구원 | 자유형상 광부품 초정밀 가공기술 개발 및 응용연구 |
대표 연구성과
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 논문 | 막스플랑크 태양계연구소 (Max Planck Institute for Solar System Research, MPS)의 태양 관측 프로젝트인 Sunrise III에 참여하여, 형상 정밀도 1.5~2.5 nm 수준의 초정밀 자유 형상 태양 관측용 반사경(Flight Model)을 개발함.
Korpi-Lagg, Andreas, et al. "Sunrise III: Overview of Observatory and Instruments." Solar Physics 300.5 (2025): 1-70. / IF=2.4, JCR 상위 44% |
| 논문 | 다결정 ZnS의 결정면별 이방성을 고려한 임계 미절삭 두께 예측 모델을 개발하여, 취성 파괴 없는 완전 연성 모드 가공(Ra 0.9 nm)을 실증함.
Yeo, Woo-Jong, et al. "Effect of Crystal Structure on Material Behavior in Ultraprecision Diamond Turning of Polycrystalline Zinc Sulfide." International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 26.11 (2025): 2819-2835. / IF=3.6, JCR 상위 22% |
| 논문 | MRF 공정의 제어 한계를 고려한 표면 정제 모델(SRM)을 제안하여 공정 정확도를 약 25% 향상시키고, 9.1 nm RMS급 초정밀 비구면 가공을 실현해 산업적 효용성을 입증함.
Jeon, Minwoo, et al. "Performance enhancement of material removal using a surface-refinement model based on spatial frequency?response characteristics in magnetorheological finishing." IJAMT 135.11 (2024): 5391-5408. / IF=3.1, JCR 상위 37% |
| 논문 | 다이아몬드 선삭 가공 시 발생하는 열 변형 오차를 LSTM 기반 머신러닝으로 정밀하게 예측 및 보정하여, 후속 연마 공정 없이도 광학 표면의 Waviness 오차를 효과적으로 제거
Yeo, Woo-Jong, et al. "Enhancement of optical surface quality based on real-time compensation of temperature-driven thermal errors in diamond turning." JMP 110 (2024): 424-433. / IF=6.8, JCR 상위 18% |
| 논문 | 자기유변 연마(MRF) 공정의 가장자리 효과(Edge effect)를 정밀하게 예측하기 위해 edge TIF 기반의 수학적 모델을 개발, 4~7% 오차율로 유효성을 검증함.
Jeon, Minwoo, et al. "Prediction model for edge effects in magnetorheological finishing based on edge tool influence function." IJPEM 23.11 (2022): 1275-1289. / IF=3.6, JCR 상위 22% |
| 논문 | 초정밀 평삭 및 사출 성형 기반의 소형 CPC 복합 포물면 집광기) 저비용 양산 기술을 개발하여, 태양전지 효율 약 10% 향상시킴.
Choi, Hwan-Jin, et al. "Manufacturing of compound parabolic concentrator devices using an ultra-fine planing method for enhancing efficiency of a solar cell." IJPEM-GT 8.5 (2021): 1405-1414. / IF=5.6, JCR 상위 12% |
| 연구과제 (수행 중) |
(주요) 방사광 분석과학 자립을 위한 X-선 반사경 제조 기술 내재화 및 시제품 실증, '25.07~'27.12 과기정통부, 가속기 활용연구사업 (김민철) |
| 연구과제 (수행 중) |
(주요) 서브나노미터급 자유형상 반사경 제조공정 고속화 기술 개발, '25.01~'26.12 과기정통부, 수탁연계지원사업 (최환진) |
| 연구과제 (수행 중) |
(수탁) 엑스선 신광원 및 맞춤 광학계를 통한 반도체 나노구조 고속 비파괴 계측기술 개발, '23.09~'27.12 과기정통부, 무인이동체원천기술개발사업, 공동연구기관 (김민철) |
| 연구과제 (수행 중) |
(수탁) 첨단 모빌리티용 대면적 윈드쉴드 디스플레이 금형 코어 개발, '25.03~'26.02 산업통상자원부, 융합혁신지원단 기술지원사업, 공동연구기관 (김민철) |
| 연구과제 (수행 예정) |
(수탁) 차세대 엑스선 리소그래피 기술 개발, 26.04~30.12 과기정통부, 기관전략개발단, 공동연구기관 (김민철) |
| 연구과제 (종료) |
(수탁) 스마트 센싱 기반 라이팅 광학부품 및 모듈기술 개발, '21.09~'24.12 산업통상자원부, 소재부품기술개발사업, 공동연구기관 (최환진) |
| 연구과제 (종료) |
(수탁) 광학융합 부품소재 산업화 기반구축, '18.04~'22.12 산업통상자원부 및 대전시, 지역산업거점기관지원사업, 공동연구기관 (최환진) |
초정밀광학연구유닛