Terahertz rectification in ring-shaped quantum barriers

터널링(tunneling)은 다방면에서 응용되는 중요한 양자역학적 현상이다. 예를 들면, 도체-부도체-도체로 이루어진 1차원 갭(gap) 구조에서, 전자는 도체 사이의 포텐셜 장벽을 터널링하여 흐를 수 있다. 일반적으로 장벽 양단에 전압을 인가함으로써 터널링 전류를 조절한다. 본 연구에서는 금속필름에 2차원의 닫힌 고리모양의 양자 장벽 구조를 제작하고 극초단파 전자기 펄스를 이용하여 터널링 전류를 제어하는 새로운 방법을 제시하였다. 고리 장벽의 시공간적 포텐셜은, 입사하는 전자기 펄스에 의해 유도되는 전류(Eddy current)와 국소적 고리 장벽간의 벡터적 관계에 따라 결정된다. 이 경우, 고리 구조의 대칭성 및 입사하는 펄스의 편광방향이 고리장벽을 따라 흐르는 전체 터널링 전류에 중요한 역할을 미치고, 이를 이용하여 테라헤르츠(terahertz) 펄스의 완전정류가 가능함을 보였다. 본 연구는 초고속 광전자학, 거시적 양자 현상 연구, 에너지 수확 및 다기능 양자장치 개발 등에 응용될 것으로 보인다.

https://www.nature.com/articles/s41467-018-07365-w