연구활동

[김선제 학생, Yuting Qian 박사, 양범정 교수] 고체의 양자메트릭 측정 성공 (Science 논문 게재) 2025-06-09 l 조회수 293

Direct measurement of the quantum metric tensor in solids 양자 메트릭은 양자 상태 사이의 거리를 기술하는 양자역학의 근본이 되는 물리량이다. 최근 많은 연구 결과들은 양자 메트릭이 고체 내 전자의 바니어 함수의 크기, 평평띠의 란다우 레벨, 초전도 현상 유도와 같은 고체 내의 근원적인 물리적 현상을 설명하는 핵심적인 물리량임을 밝혔다. 양범정 교수 연구팀은 세계 최초로 고체의 양자 메트릭을 측정하는 방법을 정립했다. 구체적으로, 각분해능 광전자 분광(ARPES)을 기반으로 분광 데이터로부터 전자의 양자상태를 기술하는 유사...

[표영우 대학원생, 김희근 대학원생, 박홍규 교수] 다중 뇌영역을 실시간으로 자극하고 측정할 수 있는 그래핀 기반의 초박막 신경 인터페이스 개발 (ACS Nano 논문 게재) 2025-05-21 l 조회수 730

전기생리학적 측정 기술은 중추 및 말초 신경계의 기능을 이해하기 위해 필수적이다. 특히 표면 전극 배열(surface electrode array)과 같은 비침습적 신경 인터페이스는 면역 반응을 유발하지 않으면서 안정적인 전기생리 신호를 제공할 수 있다. 그러나 기존의 인터페이스는 국소적인 기록 위치에 한정되기 때문에 여러 뇌 영역에 걸친 복잡한 상호작용을 기록하는데 한계가 있다. 박홍규 교수 연구팀은 광범위한 피질 영역에서의 신경 기록 및 자극이 가능한 초박막 신경 인터페이스, ‘Large-area NeuroWeb(LNW)’ 구조를 개발했다. ...

[Kaixuan Zhang 박사/김현철 학생/박제근 교수] 나선형 반데르발스 반강자성 제어(Physical Review Letters: Editor's Suggestion, Fea... 2025-04-30 l 조회수 617

Current control of helical spin texture in 2D van der Waals antiferromagnet 스핀의 전기적 제어는 스핀트로닉스 연구에서 필수적인 요소이다. 초기 연구는 강자성 상태의 스핀 제어에 집중하였으나, 이후 정렬된 반강자성 (colinear antiferromagnetism)과 비정렬 반강자성 (noncolinear antiferromagnetism)의 스핀 제어로 확장되었다. 하지만 비정렬 반강자성에서 스핀의 전기적 제어 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았다. 본 연구는 새로운 반데르발스 물질인 Ni₁/₃NbS₂에...

[장소연 교수] 냉각장치 없는 적외선 센서를 가능하게 한 원자단위 리프트-오프 기술 개발 (Nature 게재) 2025-04-28 l 조회수 688

Atomic lift-off of epitaxial membranes for cooling-free infrared detection 장소연 교수는 매사추세츠공과대학교(MIT)를 중심으로 한 연구팀과의 국제공동연구를 통해 별도의 냉각 장치 없이도 작동 가능한 세계 최고 성능의 적외선 센서를 구현하는 데 핵심적인 박막 박리 기술을 개발하는 데 성공하였다. 이 센서는 두께가 머리카락의 1/100 수준에 불과한 초박형 산화물 박막(membrane)을 기반으로 하며, 기존 센서보다 작고 가벼우면서도 감도는 크게 향상됐다. 또한 산화물 박막을 생성하기 위해 버퍼층 없이 분리가...

[윤재성 박사, 최석봉 교수] 계면 기반 스핀 정렬과 전하–스핀 변환의 보편적 상관관계 규명 (Nano Letters 논문 게재) 2025-04-09 l 조회수 494

이번 연구는 Rashba-Edelstein 효과(Rashba–Edelstein Effect, REE)를 통해 발생하는 전하-스핀 변환(charge-to-spin conversion) 현상과 카이랄 스핀 정렬(chiral spin alignment) 현상 사이에 존재하는 보편적 상관관계를 실험적으로 규명한 것입니다. 이론적으로 예견되었던 두 현상의 공통 기원이 실제 3차원 자성 박막 시스템에서도 성립함을 정량적으로 입증한 것은 이번이 처음입니다. 특히 연구팀은 나노미터 이하의 초박막 강자성체(few-monolayer fer...

[송동준 박사, 김창영 교수] 고온초전도 현상에서 양자임계점의 중요성 및 새로운 상태도 발견 (Nature Communications 논문 게재) 2025-03-24 l 조회수 752

“Interplay between hole superconductivityand quantum critical antiferromagneticfluctuations in electron-doped cuprates” 구리기반 고온초전도체가 가지는 높은 임계 온도(Tc)의 특이(unconventional) 초전도 상태는 반강자성 스핀요동에 의하여 매개되는 것으로 믿어지고 있다. 하지만, 물질이 가지고 있는 전자간의 상호작용에 의한 다체 효과 및 다양한 정렬(order)로 인하여, 쿠퍼 전자쌍이 어떻게 만들어지는가를 정확히 이해하는 것은 매우 어렵다....

[금지훈 학생/Kaixuan Zhang 박사/박제근 교수] 자성 반데르발스 Fe3GeTe2/산화물 최초 스핀 소자개발 (Advanced Materials 논문 게재) 2025-01-23 l 조회수 1455

Novel magnetic-field-free switching behavior in vdW-magnet/oxide heterostructure 외부 자기장 없이 전류만으로 구동되는 수직 자화 스위칭은 차세대 메모리 장치 개발에서 매우 중요한 역할을 한다. 이에 따라 전류 기반 수직 자화의 제어가 가능한 다양한 시스템에 대한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 외부 자기장이 없어도 전류를 통해 수직 자화 조절이 가능한 새로운 물질 플랫폼(Fe3GeTe2/SrTiO3 이종접합 구조)를 제시하였다. 자성 반데르발스(van der Waals) 물질의 일종인 Fe3GeTe...

[Wulferding 박사, 김창영 교수] 자기장을 이용한 전하밀도파 Axial Higgs mode 제어 (Nature Communications 논문 게재) 2025-01-06 l 조회수 1125

“Magnetic field control over the axial character of Higgs modes in charge-density wave compounds” 대칭 파괴 과정이 어떻게 무질서에서 질서를 생성하는지를 이해하는 것은 자연에서 우리가 이해해야 하는 매우 중요한 문제이다. 이러한 면에서 질량이 있는 준입자인 스칼라 힉스 모드는 핵심 요소이며, 연속 대칭의 spontaneous breaking과 함께 나타난다. 이와 관련되어 있으나, 아직 발견되지 않은 axial 힉스(벡터의 성질을 가지는 보손)는 단일이 아닌 여...

[박재민, 장현규 학생 – 양자집적회로 연구실/김도헌 교수] 실리콘 스핀 큐비트 고속 피드백과 결맞음 시간 향상법 개발 – Nature Communications지 게재 2025-01-06 l 조회수 1118

양자회로의 구현을 위한 물리계 중 반도체 스핀 큐비트 접근방식은 스핀의 긴 결맞음 시간, 반도체 CMOS 공정과 높은 호환성, 제어회로와 큐비트 회로의 집적용이성 등의 장점을 기반으로 미래 유망플랫폼 중 하나로 여겨지고 있다. 특히 실리콘과 같은 group-IV 반도체 스핀 큐비트는 꾸준한 재료와 나노 공정의 개발을 거쳐 현재 소규모 큐비트계의 동작검증 단계에 있다. 그러나 실리콘 스핀 큐비트는 스핀공명을 전기적으로 유도하기 위해 전하의 움직임을 자기장변화로 변환해주는 인위적인 자석구조물이 필요하며 과도한 전하-스핀 커플링은 오히려 실리콘 스핀의 결맞음시간을 저해하는...

[박홍규 교수] 2차원물질의 역학적 변형을 이용한 엑시톤 수송 제어 연구 (Nature Communications 논문 게재) 2025-01-06 l 조회수 788

[연구 필요성] 전이금속 디칼코게나이드(TMD)를 포함한 2차원 반데르발스 반도체는 지난 10년 동안 독특한 스핀-밸리 결합과 낮은 차원의 빛-물질 상호작용으로 인해 많은 주목을 받아왔다. 2차원 반도체에서 나타나는 전자-정공쌍인 엑시톤은 상온에서도 높은 결합에너지와 안정성을 보이므로, 밸리트로닉스 및 단일광자 방출 등의 현상을 통해 다양한 양자정보기술에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 따라서, 엑시톤을 기반으로 한 초고속, 고효율의 광전자회로를 구성하기 위한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 하지만, 정보 전송을 위해 엑시톤을 국소화하고 수송을 제어하는 것이 2차...