연구활동

[Yuting Qian 박사, 양범정 교수] 강유전체 분극을 이용한 베리곡률 쌍극자 생성 및 비선형 스핀 광전류 제어 원리 규명 (Nature Communications 논문 게재... 2026-09-28 l 조회수 161

Berry curvature dipole generation and nonreciprocal spin photocurrents in ferroelectricity polarized heterostructures 이번 연구는 강유전체 분극을 이용해 반도체 다층 구조에서 Berry curvature dipole을 생성하고, 이를 통해 비선형 광전류를 제어할 수 있음을 보인 성과이다. Berry curvature dipole은 운동량 공간에서 Berry curvature가 비대칭적으로 분포할 때 나타나는 양자기하학적 물리량으로, 비선형 홀 효과와 광갈바닉 효과 등 차세대 ...

[박홍규 교수] 제71회 대한민국학술원상 수상 (2026.9.17.) 2026-09-21 l 조회수 250

우리 학부 박홍규 교수가 제 71회 대한민국학술원상을 수상하였다. 박홍규 교수는 위상학적 결함을 적용한 초소형 나노레이저를 구현해 기존 레이저 구조의 한계를 극복하고, 크기와 에너지 소모를 획기적으로 줄였으며, 이를 통해 차세대 광통신과 첨단 반도체 상용화 가능성을 열어 미래 광기술 발전에 크게 기여한 점을 인정 받아 자연과학기초 부문 수상자로 선정되었다. 시상식은 지난 9월 17일 대한민국학술원 대회의실에서 개최되었다. 대한민국학술원상은 1955년에 제정되어, 인문학, 사회과학, 자연과학 각 분야에서 탁월한 연구 성과로 공적을 이룬 과학자에게 매년 수여되는 상으로,...

[안여찬/양희준 박사/박성진/박기웅 박사/박제근 교수] Twin-free 반데르발스 자성체 NiPS3 제작과 물성 연구 (Advanced Functional Materials 논문... 2026-08-26 l 조회수 538

반강자성 반데르발스 자성체 NiPS3는 자기질서와 결합된 결맞은 엑시톤(coherent exciton)을 보이는 독특한 물질로, 벌크 시료부터 원자층 두께의 시료까지 다양한 차원에서 활발히 연구되고 있다. 그러나 벌크 NiPS3에서는 서로 다른 방향의 결정 도메인이 공존하는 결정 쌍정(crystallographic twinning)으로 인해 고유한 자기 이방성이 가려져, 본질적인 물성을 규명하는 데 어려움이 있었다. 이에 본 연구팀은 결정 쌍정의 영향을 최소화한 고품질 NiPS3 단결정을 확보해, 기존 벌크 시료에서 가려져 있던 고유한 자기·열적 특성을 ...

[Kai-Xuan Zhang 박사/이승복 학생/박제근 교수] all-vdW 이종 구조에서 계면 chirality에 의해 유도되는 고효율 무자기장 스위칭 (Nature Communi... 2026-07-14 l 조회수 783

Chirality는 거울상 대칭이 깨진 상태를 나타내는 개념으로, 다양한 물리 현상의 근간을 이루는 핵심 대칭성 요소 중 하나이다. 그동안 chirality에 관한 연구는 주로 벌크 물질을 중심으로 이루어져 왔으나, 계면에서 형성되는 chirality가 벌크와는 구별되는 새로운 물리적 응답을 유도할 수 있을 것으로 기대되어 왔다. 본 연구팀은 2차원 자성 반데르발스 물질인 chiral vdW 반강자성체 Co1/3TaS2와 achiral vdW 강자성체 Fe3GeTe2로 이루어진 all-vdW 이종 구조에서, 계면 chirality에 의해 두 종류의 비통상적 spin-...

[박평제 박사/ 조웅희 학생/ 박제근 교수] Co1/3TaS2의 카이랄 스핀 구조와 전자 네마틱 상의 상관관계 규명- 자기장을 통한 비휘발성 네마틱 제어 메커니즘 제시 (Advan... 2026-06-05 l 조회수 733

자성 이온이 삽입된 전이금속 황화물인 Co1/3TaS2 (이하 CTS)는 스핀 구조가 자발적으로 카이랄(chiral) 구조를 띠는 물질이다. 이 독특한 구조 덕분에 순자화(Net magnetization)가 거의 0인 상태에서도 커다란 홀 효과(Hall effect)가 나타나는 것으로 잘 알려져 있다. 최근 학계에서는 CTS에서 이러한 카이랄성과 전하 분포의 방향성을 뜻하는 전자 네마틱 상(Electronic nematicity)이 공존함을 확인했으나, 이 네마틱 상이 스핀 구조에서 비롯된 것인지, 혹은 독립적인 기원을 갖는지는 불명확했다. 이를 규명하기 위해 경북대...

[박제근 교수] 2차원 자성 반데르발스 다중강성 연구 (Nature Reviews Physics 논문 게재) 2026-06-02 l 조회수 607

전기적·자기적 정렬이 결합된 다중강성(Multiferroic) 물질은 초저전력·고성능 소자 구현의 핵심 소재로 연구되어 왔고, 최근 2차원 반데르발스(vdW) 다중강성 물질의 등장으로 원자 수준의 박막에서 자성, 강유전성 및 이들의 상호 교차 결합을 탐구할 수 있게 되었습니다. 대표적인 예인, 박제근 교수 그룹이 세계 최초로 보고한 수층 두께의 NiI2는 카이랄 스핀 구조와 (반)강유전성이 공존하며 강한 자기전기 결합을 보입니다. 하지만 이러한 시스템은 시간 및 공간 반전 대칭성을 동시에 깨뜨려 물리적 특성이 고유한지 실험적으로 명확히 규명하...

[박제근 교수/Kaixuan Zhang 박사] 2차원 자성 반데르발스 연구: 서울대에서 개척하고 세계의 표준으로 완성하다 (물리학계 최고 권위지 'Reviews of Modern ... 2026-05-28 l 조회수 732

“과학적 발견은 흔히 어두운 방 안으로 걸어 들어가 불을 켜는 것에 비유되곤 합니다. 2016년 반데르발스(van der Waals) 물질에서 발견된 2차원 자성은 바로 그러한 비약적인 진전 중 하나였으며, 거시적 물질로부터 하나의 공간 차원을 제거해 내는 중요한 계기가 되었습니다.” (Rev. Mod. Phys. 편집장 소개글) 2016년 서울대 박제근 교수가 세계 최초로 개척한 2차원 자성 반데르발스 물질 연구는 현재 응집물질물리학 및 재료과학의 핵심 분야로 자리 잡았습니다. 박제근 교수는 물리학 분야에서 세계적으로 가장 높은 권위를 자랑하는...

[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 1689

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 1113

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 1230

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...