초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
▣ 스핀-궤도 결합 효과에 의해 형성된 위상 절연체의 2차원 Dirac carriers의 전기동역학 특성을 이해함.
▣ 기존 적외선 분광학의 한계를 극복한 최신 나노분광학 기법 활용
▣ 위상절연체 연구에서 획기적인 성과를 획득하여 국내 연구의 국제적 위상 강화
▣ 위상절연체 연구와 plasmonics의 접합으로 새로운 연구분야의 창출
▣ Spin-orbit coupling이 강한 산화물질의 특이 광학성질 연구

□ 연구결과
Dirac fermion으로 구성된 그래

□ 연구의 목적 및 내용
▣ 스핀-궤도 결합 효과에 의해 형성된 위상 절연체의 2차원 Dirac carriers의 전기동역학 특성을 이해함.
▣ 기존 적외선 분광학의 한계를 극복한 최신 나노분광학 기법 활용
▣ 위상절연체 연구에서 획기적인 성과를 획득하여 국내 연구의 국제적 위상 강화
▣ 위상절연체 연구와 plasmonics의 접합으로 새로운 연구분야의 창출
▣ Spin-orbit coupling이 강한 산화물질의 특이 광학성질 연구

□ 연구결과
Dirac fermion으로 구성된 그래핀의 Dirac plasmon은 중적외선 영역까지의 영역에서의 우수한 성질을 보이는 것으로 보고되었다. 이에, graphene과 유사한 전자구조를 갖는 위상 절연체(topological insulator, TI)의 표면상태에서 Dirac surface plasmon을 발견될 수 있음에 착안하여 연구를 진행하였다. 스핀-궤도 결합 효과에 의해 발현되는 위상절연체의 응용가능성과 plasmonics와의 연관성을 탐색하였다.
대표적인 연구결과는 다음과 같다.
(1) High Tc superconductor에의 s-SNOM 신호의 분석하여 초전도체의 성질연구에 활용할 수 있음을 보고
(2) BSTS의 magneto-optical spectroscopy를 수행하고 surface state의 자기의존성을 타 물질들과 비교함
(3) (BiSb)2(TeSe)3 단결정 연구를 위해 THz spectroscopy를 활용하였고, Dirac plasmon을 성공적으로 관측
(4) PTO 나노구조의 광학 특성 분석하고 plasmonics의 기반 연구 수행
(5) Spin-orbit coupling에 의한 밴드 절연체에서 특이 발광현상 연구

□ 연구결과의 활용계획
▣ 스핀-궤도 결합 효과에 의해 발현되는 위상절연체의 전기동역학 이해를 통한 위상 절연체의 응용영역 확대 근거로 활용
▣ 위상 절연체에 plasmon physics를 접목하여 새로운 연구 분야 창출
▣ 적외선 나노분광학의 도임하여 관련 영역의 획기적인 발전에 기여
▣ 최근 연구동향을 숙지하고, 관련된 분석기술을 획득한 신진연구인력의 양성
▣ High impact journal에 발표의 기반연구로 활용

( 출처 : 요약문 5p )

Abstract ▼

□ Purpose&contents
▣ Understanding electrodynamics property of the 2D Dirac carriers in the topological insulator with storng spin-orbit coupling.
▣ Infrared nanoscopy overcoming the limitation of the conventional infrared spectroscopy.
▣ Strengthening the international status of the domes

□ Purpose&contents
▣ Understanding electrodynamics property of the 2D Dirac carriers in the topological insulator with storng spin-orbit coupling.
▣ Infrared nanoscopy overcoming the limitation of the conventional infrared spectroscopy.
▣ Strengthening the international status of the domestic research by obtaining the outstanding result in the TI field
▣ Combining the TI research with the plasmonics and creating a new research field
▣ Studying the novel optical property in the oxide materials with strong spin-orbit coupling

□ Result
It has been recently reported that the Dirac plasmon in the graphene shows very useful property in the mid-IR region. Expecting that the Dirac surface plasmon could be observed in the surface state of the topological insulator which has the similar electronic property with graphene, we studied the surface state property of several promising topological insulator samples Moreover, we examined the possible relation between the TI property and the plasmonics.
Main research results are as follows.
(1) Analyzing the s-SNOM signal in high Tc superconductor and investigating the superconducting properties.
(2) Performing magneto-optical spectroscopy on BSTS and compared the dependence of the surface state on the magnetic field with other similar systems.
(3) We employed THz spectroscopy on (BiSb)2(TeSe)3 single crystal research and succeeded in observing the Dirac plasmon.
(4) Analyzing the novel optical property of PbTiO3 nanostrucutre and relating its results with the plasmonics
(5) Studying novel emission property in the band insulator with spin-orbit coupling

□ Expected Contribution
▣ Extending the application of the topological insulator through understanding the spin orbit coupling effect
▣ Creating new research field by combining the TI with plasmonics
▣ Contributing to development of the infrared spectroscopy by introducing the IR nanoscopy
▣ Training new researchers with knowledge of new trend research and related anaylsis skill
▣ Publishing a paper to a high impact journal

( 출처 : SUMMARY 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 35 5. 연구결과의 활용계획 ... 39 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 41 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 43 8. 참고문헌 ... 44 9. 연구성과 ... 45 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 46 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 47 12. 기타사항 ... 48별첨1 ... 49별첨2 ... 64끝페이지 ... 75