초록 ▼

□ 연구개요
● 스핀 응집 상태에 대한 기이한 (intriguing) 에너지 구조 연구는 이론 연구에서 보고되고 있으나 실험을 통한 검증 및 이해되지 않은 새로운 물리적인 현상이 많이 남아있다.
● 양자 상전이 (quantum phase transition) 현상은 절대 온도 0 K 근처에서 양자 상태 변화를 나타내며 외부 파라미터 (예, 자기장, 압력 등등)를 조절함으로 가능하다.
● Disordered 된 스핀 응집상 및 이들의 양자 상전이, 주변 전자 (또는 홀) 스핀 간의 상호 작용, energy-resolv

□ 연구개요
● 스핀 응집 상태에 대한 기이한 (intriguing) 에너지 구조 연구는 이론 연구에서 보고되고 있으나 실험을 통한 검증 및 이해되지 않은 새로운 물리적인 현상이 많이 남아있다.
● 양자 상전이 (quantum phase transition) 현상은 절대 온도 0 K 근처에서 양자 상태 변화를 나타내며 외부 파라미터 (예, 자기장, 압력 등등)를 조절함으로 가능하다.
● Disordered 된 스핀 응집상 및 이들의 양자 상전이, 주변 전자 (또는 홀) 스핀 간의 상호 작용, energy-resolved electronic structure 및 스핀 응집상 하이브리드 소자에 대한 연구는 극히 전무한 실정이다.
● 스핀 응집상 및 이들의 양자 상전이 연구는 극저온 (100 mK 이하) 및 ultra-low noise 실험조건이 필수적이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 극저온에서 반도체 도핑을 통해 스핀 얼림 (spin-freezing 또는 quenching)에 의한 스핀 응집상 (spin solid-phase)을 실현하였고 새로운 전기적 물성 및 양자 상전이 (quantum phase transition) 현상을 관측하였다.
● 스핀 응집상의 에너지 밴드 (electronic structure)를 터널링 분광기법을 이용하여 상태 밀도 함수를 측정하고 스핀-스핀 상호 작용에 의한 상전이 현상을 관측하고 분석하였다.
● 전자 및 홀 스핀 얼림을 관측할 수 있는 다양한 나노 구조 반도체를 성장하고 이들에서의 다양한 상호작용에 의한 물성 특성을 측정하고 분석하였다.
● 본 연구를 통해 다양한 박막을 합성하고 상전이 특성을 관측하였으며 응용적인 측면에서 연구 결과들은 기초 자료를 제공할 것으로 사료된다.

□ 연구개발결과의 중요성
[ 학문적 파급효과 ] 스핀 응집 상태에서의 새로운 양자 물성 규명 및 소자 개발에 활용: 본 연구는 스핀들이 격자점으로 작용하는 스핀 응집 물질 상태를 만들고 이들의 스핀 상호 작용 (exchange interaction)에 의한 새로운 에너지 구조 및 양자 상전이를 연구 하고자 한다. 본 연구에서 다루는 연구가 고체 물리, 양자역학, 전자기학, 나노 과학, 고주파 미세 전류 신호 측정 기술, 및 저온 측정 기술 등을 심도 있게 다루고 있기 때문에 본 연구는 중시계 양자 물리와 관련된 기초 학문과 미세 신호 감지 기술 같은 응용 기술 발전에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

[ 기술적 파급효과 ] 경제적 파급 효과가 큰 전자 소자 개발은 새로운 소자 동작 원리에 기초한다. 따라서 본 연구에서 다루는 스핀 응집 물질 및 새로운 에너지 구조 연구는 양자 정보 저장 및 처리 등 양자 상태를 이용한 새로운 전자 소자를 개발하려는 현재 각국의 연구 지원 정책과 부합한다. 본 연구 결과를 통하여 도출된 지적재산권은 차세대 전자 소자 분야의 원천기술 확보에 긍정적인 효과를 가져 올 것이며, Si-기반 전자 소자의 한계로 인한 NT 및 IT 산업 분야에 새로운 비전을 제시할 것이라 예상한다. 따라서 본 연구 결과는 직·간접적으로 현재 활발히 연구 중인 spin 관련 전자 소자 개발에 도움을 줄 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 35