기체 상태보다 온도가 더욱 높아지면 원자에서 전자가 분리되며, 이를 제4의 상태, 즉 플라즈마라 칭한다. 차세대 대용량 에너지원으로 기대되는 핵융합 기술, 그리고 여러 산업분야(우주, 국방, 반도체, 디스플레이, 자동차, 환경, 바이오, 의학, 살균, 농식품 등)에서 활용되는 응용 플라즈마 기술은 모두 플라즈마 물리 이해를 기반으로 한다. 플라즈마를 구성하는 이온과 전자들의 속도분포, 플라즈마 속에 포함된 중성입자들의 밀도와 온도, 플라즈마에 걸어 준 전기장과 자기장의 세기 및 공간구배 등, 다양한 환경에서 플라즈마는 자연의 법칙을 따라 복잡한 거동을 한다. 우리 학과에서는 핵융합에너지 개발과 여러 산업분야에 활용되는 플라즈마 응용기술의 효율성을 높이고자 플라즈마 물리 연구를 수행하고 있다. 플라즈마 소스 개발, 플라즈마 파동 및 불안정성 해석, 다양한 자기장 구조에서의 플라즈마 수송 현상, 플라즈마에 미치는 중성입자의 영향, 플라즈마 진단장치 개발 등이 주요 연구 주제이다.