서울대학교 응용물리연구소

연구활동

[김동한 힉생, 김윤식/손병민 박사, 김창영 교수] 이차원 Van Hove 특이점의 전기적 제어 (Advanced Materials 논문 게재)

2023-03-21l 조회수 1322

“Electric control of Two-Dimensional Van Hove Singularity in Oxide Ultra-Thin Films”

무한대로 발산하는 상태밀도는 초전도 현상이나 기존에 나타나지 않은 새로운 변화를 나타낼 있다. 특히, 이차원 시스템의 Van Hove 특이점은 이러한 발산하는 상태밀도를 가질 있어 많은 관심을 받아왔는데 현재까지는 제한적으로 제어가 가능하였다. 연구에서는 알칼리 금속 증착 이온-액체 게이팅 방법으로 전기장을 인가하여 이차원 SrRuO3 초박막에 존재하는 이차원 Van Hove 특이점을 제어하였다. 각도분해 광전자 분광실험과 효과 측정을 비교하여 Van Hove 특이점 근방의 밴드구조 전하 캐리어 부호 변화의 연관되어 있고 전기적으로 제어할 있음을 보였다. 연구 결과로 이차원 Van Hove 특이점을 제어할 있는 새로운 연구 방법 플랫폼을 제시하였다.

Divergent density of states (DOS) can induce extraordinary phenomena such as significant enhancement of superconductivity and unexpected phase transitions. Moreover, van Hove singularities (VHSs) lead to divergent DOS in two-dimensional (2D) systems. Despite recent interest in VHSs, only a few controllable cases have been reported to date. In this work, by utilizing atomically thin SrRuO3 films, the electronic band structure of a 2D VHS is investigated with angle-resolved photoemission spectroscopy and transport properties are controlled. By applying electric fields with alkali metal deposition and ionic-liquid gating methods, we precisely control the 2D VHS, and the sign of the charge carrier. Use of a tunable 2D VHS in an atomically flat oxide film could serve as a new strategy to realize infinite DOS near the Fermi level, thereby allowing efficient tuning of electric properties.

Authors: Donghan Kim* (서울대, IBS-CCES), Younsik Kim* (서울대, IBS-CCES), Byungmin Sohn* (서울대, IBS-CCES), Minsoo Kim, Bongju Kim, Tae Won Noh, Changyoung Kim* (서울대, IBS-CCES)

Publication date: 10 February 2023

Link: https://doi.org/10.1002/adma.202207188