연구활동

[Kai-Xuan Zhang 박사/이승복 학생/조웅희 학생/박제근 교수] 2차원 반강자성 금속 Co1/3TaS2에서 전류에 의한 위상적 스핀 카이랄리티의 반전 발견 (Advance... 2026-03-09 l 조회수 237

2016년 서울대 박제근 교수가 세계 최초로 개척한 2차원 자성 반데르발스 물질 연구는 현재 응집물질물리학 및 재료과학의 핵심 분야로 자리 잡았습니다. 자기 위상적 물리 현상은 최근 이 분야에서 주목받고 있는 주제로, 본 연구는 그 중에서 위상적 스핀 카이랄리티에 대해 다루었습니다. 위상적 스핀 카이랄리티는 실공간 Berry phase로부터 유도된 위상적 홀 효과와 같은 독특한 양자 현상에 의해 주목받고 있지만, 이러한 스핀 카이랄리티를 전류를 통해 직접적으로 반전시키는 것은 아직 연구되지 않은 문제로 남아있었습니다. 본 연구팀은 triple-Q 구조의 자기 질서에 ...

[김현철 학생/Kaixuan Zhang 박사/박제근 교수] 비틀린 반데르발스 금속 자성체 Fe3GeTe2에서 거대 위상학적 홀 효과 발견 (Nature Communications ... 2026-03-05 l 조회수 347

2016년 서울대학교 박제근 교수 연구진이 세계 최초로 개척한 자성 반데르발스 연구 분야는 지난 10년간 눈부신 발전을 거듭하며 현재 응집물질물리학의 핵심 분야로 자리 잡았습니다. 최근 이 분야의 중요한 화두 중 하나는 모아레(moire)로 불리는 비틀린(twisted) 구조에서 나타나는 새로운 자기 위상학적 물리 현상을 탐구하는 것입니다. 물질 내부의 전도 전자가 스커미온(skyrmion)과 같은 위상학적 스핀 텍스처를 지날 때 유도되는 위상학적 홀 효과(topological Hall effect)는 자성 물질의 숨겨진 위상학적 성질을 규명하는 강력한 증거로 활용됩...

[박평제 박사/조웅희 학생/박제근 교수] 2차원 자성 반데르발스 물질: 카이랄-네마틱 양자 상태 발견 및 제어 (Nature Commun. 논문 게재) 2026-02-19 l 조회수 454

2차원 자성 반데르발스 물질 연구는 2016년 서울대 박제근 교수가 세계 최초로 개척하여 현대 응집물질물리학 및 재료과학의 핵심 분야로 자리 잡았다. 이번 연구는 지금까지 2차원 자성체에서 알려지지 않았던 새로운 양자 상태인 ‘카이랄-네마틱(Chiral-Nematic)’ 상태를 발견한 내용입니다. 본 연구팀은 삼각형 격자 구조의 반강자성체인 Co1/3TaS2를 대상으로 연구를 진행했습니다. 미국 로스앨러모스 국립연구소 연구팀과 공동연구로 자기 원편광 이색성(MCD) 및 자기 선편광 이색성(MLD) 실험 방법을 사용했습니다. 그 결과, 온도와 자기...

[남종우 학생/송민우 학생/이혜민 학생/강기훈 교수(재료공학부)/이탁희 교수] 산화•환원 기반 아날로그 상태를 갖는 수직 분자 시냅스 트랜지스터 (ACS Nano 논문 게재) 2025-12-22 l 조회수 1018

A Vertical Molecular Synaptic Transistor with Redox-Induced Analog States 수직형 분자 트랜지스터에서의 시냅스 특성을 연구한 결과가 ‘ACS Nano’ 지에 게재되었다. 분자 전자 소자 분야에서는 기능성 분자를 이용한 전자회로의 기본 요소를 구현하는 기존의 목표를 넘어, 생물학적 신경망의 동작을 모사하는 뉴로모픽 전자소자 구현으로 연구 영역을 확장하고 있다. 본 연구에서는 시냅스 가소성과 아날로그 전도 상태를 갖는 3단자 산화•환원 활성 분자 트랜지스터를 보고하였다. 사용된 분자 ...

[이유진 박사 (지도교수: 박제근)] 2025년 가을 한국물리학회 응집물질물리학 MSM상 수상 2025-11-03 l 조회수 901

우리 학부 박사 졸업생인 이유진 박사(지도교수: 박제근)가 2025년 가을 한국물리학회에서 응집물질물리학 MSM상을 수상하였다. 이유진 박사는 2차원 반데르발스(vdW) 자성체의 자기적 특성과 초고속 스핀 동역학을 선도적으로 연구하는 차세대 응집물질물리학자입니다. 서울대학교에서 박제근 교수의 지도 아래 박사학위를 취득한 그는 X-선 분광 및 이미징 기법(X-PEEM, XLD)을 활용해 FePS3와 NiPS3 등의 반자성체에서 세계 최초로 열적 스핀 요동과 자기 질서를 시각화했습니다. 이 연구는 Nano Letters, Advanced Materials 등 국제 학술지...

[김정현 박사/Kaixuan Zhang 박사/박제근 교수] 세계 최초: 2차원 반강자성 금속에서 위상적 스핀 카이랄리티의 전기적 제어 성공 (Nature Commun. 논문 게재) 2025-10-10 l 조회수 1385

2차원 자성 물질에서 나타나는 다중-Q(multi-Q) 자기 구조는 스커미온(Skyrmion)과 같은 위상학적 스핀 질서를 탐구할 수 있는 이상적인 플랫폼으로 주목받고 있습니다. 그러나 이러한 위상적 상태를 전기적으로 능동 제어한 사례는 지금까지 극히 드물었습니다. 박제근 교수 연구진은 박리가 가능한 2차원 반강자성 금속 CoxTaS2를 기반으로 나노 소자를 제작하고, 게이트 전압 조절을 통해 이상 홀 효과(Anomalous Hall effect)로 드러나는 triple-Q 상태를 전기적으로 제어하는 데 성공하였습니다. 특히, Co 농도가 다른 여러 샘플...

[이혜민 학생/이탁희 교수] 자가조립 단분자막 기반 분자 접합의 형성 온도와 전기적 특성 사이의 상관관계 (ACS Nano 게재) 2025-10-10 l 조회수 819

“Correlation between the electrical properties and formation temperature of self-assembled monolayer-based molecular junctions” 이 연구는 자가조립 단분자막(Self-assembled monolayer, SAM)을 이용한 분자 접합 구조에서 단분자막 형성 온도와 접합의 전기적 특성 사이의 상관관계를 분석한 연구로 ‘ACS Nano’ 지에 게재되었다. SAM 기반 분자전자소자는 저비용, 분자 합성을 통한 기능성 구현의 자유도 등...

[김동현, 박중하 학생, 김기훈 교수] 니켈산화물 초전도체의 스핀밀도파에 의한 전자 재구조화 궤도 속성 및 대칭성 규명 (Physical Review Letters 논문 게재) 2025-09-30 l 조회수 772

Orbital-Selective Quasiparticle Depletion across the Density Wave Transition in Trilayer Nickelate La4⁢Ni3⁢O10 다중층 니켈산화물 La3Ni2O7 및 La4Ni3O10는 스핀밀도파 자기상전이를 일으키며, 압력을 가하면 80 K과 20 K에서 초전도체가 된다. 이들 니켈산화물에서 스핀밀도파 및 고온 초전도 상의 발현 메커니즘과 연관성을 밝히기 위해 많은 연구자들이 노력했지만, 구체적으로 각 상전이에서 어떤 형태로 전자 구조가 변화하는지 정립되지 않아 현상을 정확히 기술하는 이...

[박제근 교수] 독일 막스플랑크 양자물질 국제센터 유치 2025-09-23 l 조회수 1177

서울대학교 박제근 교수는 독일 막스플랑크연구소(MPI)의 정식 승인을 받아, 아시아 최초의 양자물질 국제공동연구센터(KOMQUEST: Korea Max Planck Quantum Materials Centre)를 서울대에 유치하는 데 성공했습니다. 이 국제센터는 박 교수의 주도 아래 서울대가 책임 기관으로 참여하며, 독일 MPI 미세구조물리연구소 (S Parkin 교수), 스위스 ETH와의 전략적 협력을 통해 2025년부터 10년간 공동연구와 인력 교류를 본격적으로 추진합니다. 국내에서는 포스텍과 이화여자대학교 IBS-QNS가 공동으로 참여하며, 서울대에서는 물리천문...

[박평제 박사/박제근 교수] 2차원 자성체에서 위상적인 스핀 질서를 식별하는 새로운 방법 제시 (Phys. Rev. X 논문 게재) 2025-07-31 l 조회수 1018

2차원 자성 물질에서 나타나는 복잡한 스핀 배열—특히 다중 Q(multi-Q) 자기 구조—는 스커미온(Skyrmion)과 같은 위상적 스핀 텍스처를 구현할 수 있는 유망한 플랫폼으로 주목받고 있습니다. 이러한 위상적 상태는 향후 스핀트로닉스 기술의 핵심으로 간주되지만, 기존의 회절 기반 실험으로는 이를 위상적으로 평범한 상태들과 구별하기 어려운 난제가 있었습니다. 이번 연구에서는 이 문제를 해결할 수 있는 보편적이고 물질 독립적인 동역학적 지표를 제안하고 실험적으로 검증하였습니다. 이 지표는 바로 스핀파(spin wave)의 전파 속도입니다. 이...