원자 한 층의 두께를 가지는 단결정(예: 그래핀, 전이금속 이유화 물질 등. 간단하게 2차원계라고 부른다.)에서 새로운 물리현상을 구현하고, 이를 이해/제어하는 연구를 수행한다. 2차원계는 독특한 물리적 성질을 가지는 3차원 물질과 이종접합을 형성하였을때, 2차원계가 독립적으로 존재할 때는 나타나지 않았던 초전도성과 자성 같은 새로우며 복잡한 물리현상이 나타나기도 하고, 원자 한 층 이라는 차원의 특성에 기인하여 그러한 물리 현상의 제어가 아주 손쉬워지기도 한다. 이는 학문적으로는 고체물리학자들의 꿈인 새로운 형태의 강한 전자간의 상호작용이 2차원계에서 구현되고 제어될 수 있다는 뜻이며, 산업적으로는 기존의 소자에서는 가능하지 않았던 새로운 방법의 물리적 특성 제어가 가능해질 수 있다는 뜻이다.
이러한 연구를 수행하기 위해 광전자분광 이라는 실험 기법을 사용한다. 이 방법은 측정하고자 하는 고체물질에 전극을 설치하지 않고서도, 그 물질의 전기적/자기적 특성 연구를 가능하게 한다. 광전자 분광기법을 이용하여 전자/스핀의 에너지와 운동량, 전하/스핀 밀도와 속도와 같은 기본적인 특성을 직접적으로 측정할 수 있으며, 이 결과를 분석함으로써 이 물질의 화학결합이나, 물질 내부에서 일어나는 전자-전자, 전자-이온 상호작용과 같은 다체운동을 이해할 수 있다.
이러한 연구를 수행하기 위해 광전자분광 이라는 실험 기법을 사용한다. 이 방법은 측정하고자 하는 고체물질에 전극을 설치하지 않고서도, 그 물질의 전기적/자기적 특성 연구를 가능하게 한다. 광전자 분광기법을 이용하여 전자/스핀의 에너지와 운동량, 전하/스핀 밀도와 속도와 같은 기본적인 특성을 직접적으로 측정할 수 있으며, 이 결과를 분석함으로써 이 물질의 화학결합이나, 물질 내부에서 일어나는 전자-전자, 전자-이온 상호작용과 같은 다체운동을 이해할 수 있다.