연구활동

[안경원 교수 연구팀] 빛으로 작동하는 양자엔진 최초 구현 - Nature Photonics에 게재 2022-07-25 l 조회수 3576

초방사(superradiance)란 양자역학적으로 결맞은 원자들이 집단적으로 빛을 강하게 방출하는 현상이다. 초방사 양자 엔진은 강하게 방출된 빛의 압력으로 작동하며, 엔진의 동작을 위해서는 순간적으로 초방사 현상을 켜고 끌 수 있어야 하는데 지금까지는 그러한 제어가 불가능했다. 이에 연구팀은 다수의 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩상태로 만들고 그들의 양자위상을 직접 제어하면, 초방사 현상을 빠르게 켜고 끌 수 있다는 점에 착안하여 연구를 진행하였다. 연구팀은 나노 구멍이 파장 간격으로 뚫린 나노 구멍 격자에 원자빔을 통과 시킨 후 진행파 펌...

[김제현, 윤종인, 장원진 학생 – 양자집적회로 연구실/김도헌 교수] 양자잡음의 실시간 추적과 반도체 스핀 큐비트의 피드백 제어 - Physical Review Letters지 게... 2022-07-20 l 조회수 3039

매우 높은 전자 이동도와 작은 전자 유효질량을 가진 GaAs는 반도체 기반 양자컴퓨팅 소자인 게이트 정의형 양자점을 형성하는데 이상적인 재료이지만, Ga 과 As 원자의 핵스핀 집합의 요동이 주된 양자잡음으로 작용하여 전자 스핀 큐비트의 결맞음 시간이 크게 제약되어 왔다. 양자집적회로 연구실(김도헌 교수)의 김제현, 윤종인, 장원진 학생은 Overhauser field 라 부르는 핵스핀 환경이 주는 자기장 요동을 실시간으로 추적하여 전자스핀 큐비트의 작동 주파수를 실시간으로 보정하는 피드백 회로를 개발하였다. 이를 이용해GaAs 스핀 큐비트의 동작 충실도를 획기적으로...

[이창준 학생/김준우 박사/강기훈 교수/이탁희 교수] 페로브스카이트/그래핀 이종구조 전극을 통해 구현한 광 반응성 분자 접합 연구 (Advanced Optical Materials... 2022-04-18 l 조회수 2756

Photo-Responsive Molecular Junctions Activated by Perovskite/Graphene Heterostructure Electrode 빛에 의한 전기적 스위칭이 가능한 분자 접합을 구현하고 그 성능을 개선하는 연구는 분자전자학의 주된 연구주제로 다뤄져 왔다. 본 연구는 광반응성이 높은 유기 할라이드 페로브스카이트(Organohalide perovskite; OHP)/그래핀 이종접합 상부 전극을 분자전자소자 플랫폼에 접목하여 이를 구현하였다. OHP/그래핀 계면에 형성된 내부전계로 인해 OHP에서 빛에 의해 발생한 전하가Biphen...

[김재영 학생/강기훈 교수(재료공학부)/이탁희 교수] 채널 길이 조절을 통한 양극성 WSe2 전계효과 트랜지스터에서의 아발란치 증폭 현상 연구 (ACS Nano 게재) 2022-04-06 l 조회수 2235

Channel-Length-Modulated Avalanche Multiplication in Ambipolar WSe2 Field-Effect Transistors 본 논문에서는 이차원 양극성 물질인 WSe2에서 전자와 정공으로 인해 촉발되는 아발란치 증폭(avalanche breakdown)에 대한 연구결과를 보고하였다. 고감도 광 다이오드에 널리 쓰이고 있는 아발란치 증폭 현상을 이차원 물질에서 활용하려는 연구들이 이루어지고 있는 가운데 기존 연구들은 주로 n형 반도체를 이용하여 광 검출기의 성능을 높이는 방향이었으며, 양극성 물질에서 전자와 정공이 각각 어떻게...

[송은호 학생/홍성철 교수] RNA 합성의 세 갈래 끝내기 제시 (Nature Communications 논문 게재) 2022-04-01 l 조회수 2055

전사 종결인자 '로'의 세 갈래 끝내기 로(Rho) 단백질은 세균 유전자 전사에 일반적으로 쓰이는 종결인자인데, 그 작동원리가 불확실한 점이 많고 여러 학설이 대립해왔다. 우선 종결 준비와 관련해서, 종결인자가 쫓아간다는 설과 기다린다는 설로 갈린다. 또한, 생성물 RNA가 분리되는 종결 방식으로, RNA가 벗겨진다는 설과 중합효소가 밀리거나 틀어진다는 설이 있다. 그리고 종결의 결과로서, 중합효소가 DNA에 남거나 떨어질 수 있다. 본 연구에서 단일분자 형광기술을 이용하여 대장균 로 종결인자로 이런 학설들을 검증한 결과, 각 단계에 관해 제시됐던 상반된 작동원리가 ...

[송도원 학생, 차국린 교수] 높은 전자밀도를 제어할 수 있는 high-k 유전체 개발 (Science Advances 논문 게재) 2022-03-24 l 조회수 6659

High-k perovskite gate oxide for modulation beyond 1014 cm-2 반도체소자의 집적화에 따라 전계효과 트랜지스터(FET)의 동작전압을 낮추고 더 작은 면적에 충분한 전하를 저장하기 위해서 high-k 유전물질이 필수적이다. 본 연구에서는 페로브스카이트(perovskite) 산화물인 BaHfO3 (BHO)와 BaTiO3 (BTO)의 조합된 시스템인 BaHf0.6Ti0.4O3 (BHTO)의 유전특성에 대하여 연구하였다. 이 유전체의 유전상수, 항복전기장 (breakdown field), 누설전류는 각각 150, 5 MV/cm, ...

[손수한 박사/이유진 학생/박제근 교수] 자성 반데르발스 물질 NiI2에서 양자 얽힘 자기 엑시톤 발견 (Advanced Materials 게재) 2022-01-13 l 조회수 2005

Multiferroic Enabled Magnetic‐exciton in 2D Quantum Entangled van der Waals Antiferromagnet NiI2 물질과 빛의 상호작용은 양자광학부터 응집물질물리학에 이르기까지 다양한 연구 분야의 중심에 있으며 레이저 물리학과 같은 새로운 분야를 개척하고 있다. 그 중, 자기 엑시톤은 자기 절연체에서 발견되는 매우 드문 예 중 하나이다. 우리는 다중강성의 깨진 반전 대칭성이 (Broken Inversion symmetry) 반데르발스 반강자성체인 NiI2에서 자기 엑시톤을 활성화한다는 것을 발견하였다. 또한 ...

[오동진 학생, 김창영 교수] 구리산화물 고온초전도체의 전하밀도파 갭에 의한 B1g 포논 연화 관측 (Physical Review Letters 논문 게재) 2021-12-30 l 조회수 2019

“B1g-Phonon Anomaly Driven by Fermi Surface Instability at Intermediate Temperature in YBa2Cu3O7-δ” 본 연구에서는 세계 최초로 구리산화물 고온초전도체에서 나타나는 전하밀도파 갭에 의한 B1g 포논의 연화를 관측하였다. 고체에서 나타나는 전하밀도파 및 초전도 상태는 일반적으로 페르미 표면에 에너지 갭을 수반한다. 많은 물질에서 나타나는 이러한 에너지 갭은 각도분해 광전자분광법 (ARPES), 주사 터널링 분광법 (STS) 등의 실험 기법을 통하여 관측되어 왔다...

[한성수 학생, 손병민 박사, 노태원, 김창영 교수] 루티늄 산화물에서 이중 강자성 관측 (Physical Review Letters 논문 게재) 2021-12-16 l 조회수 1581

“Observation of Spin-Dependent Dual Ferromagnetism in Perovskite Ruthenates” 본 연구는 세계 최초로 Dual Ferromagnetism (Local + Itinerant)을 일으키는 전자 거동의 실험적 증거를 발견했다. 보편적으로 고체의 강자성을 이해하기 위해서 전자가 local 또는 itinerant 하다고 분리하여 생각하고 있다. 하지만 실제로 강자성체 내 전자는 local 및 itinerant한 특성을 모두 가지고 있으며, 두 성질 모두 고체의 자기 특성에 관여한다. 이번 연구에서...

[차국린 교수] 독일 훔볼트 상  (Humboldt Forschungspreis, Humboldt Research Award ) 수상 2021-12-09 l 조회수 1775

지난 11월에 우리 학부 차국린 교수가 알렉산더 본 흠볼트 재단에서 수여하는 독일 훔볼트 연구상 중 반도체물리학 분야(Semiconductor Physics)의 수상자로 선정되었다. 훔볼트 연구상은 매년 인문사회, 자연과학, 공학 분야에서 세계 최고 수준의 연구업적을 남긴 학자에게 수여하는 상으로, 총 6만유로의 상금과 독일에 초청되어 1년간 관심분야 연구를 수행할 수 있는 기회가 주어진다. 시상식은 내년 3월 독일에서 있을 예정이다. The Humboldt Research Award is granted to internationally renown...