초록 ▼

○ 연구개요
극고속 펄스 레이저를 이용한 3차원 밴드 갭 구조를 갖는 고체 매질에서의 고차조화파 발생 연구를 통해 고체 매질에서의 전자들의 동역학적 거동을 연구 하고자 함. 밴드 갭 구조 및 극고속 레이저의 위상, 파형, 편광에 의해서 유도/제어되는 전자의 운동을 고차조화파 스펙트럼을 통해 분석이 가능하며, 이론적 모델을 구현하고자 함. 이를 통해 고체 매질의 3차원 밴드갭 구조를 복원하고, 궁극적으로는 극고속 레이저 기반의 PHz 양자 전자 소자의 원천 기술확보를 목표로 함.

○ 연구 목표대비 연구결과
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○ 연구개요
극고속 펄스 레이저를 이용한 3차원 밴드 갭 구조를 갖는 고체 매질에서의 고차조화파 발생 연구를 통해 고체 매질에서의 전자들의 동역학적 거동을 연구 하고자 함. 밴드 갭 구조 및 극고속 레이저의 위상, 파형, 편광에 의해서 유도/제어되는 전자의 운동을 고차조화파 스펙트럼을 통해 분석이 가능하며, 이론적 모델을 구현하고자 함. 이를 통해 고체 매질의 3차원 밴드갭 구조를 복원하고, 궁극적으로는 극고속 레이저 기반의 PHz 양자 전자 소자의 원천 기술확보를 목표로 함.

○ 연구 목표대비 연구결과
〇 극고속 펄스레이저 및 고차조화파 발생 분광 시스템 구현
- 위상 안정화된 극고속 펄스 레이저 시스템의 구현 및 고차조화파 분석 분광 시스템 구현
- 5~7 fs의 레이저 펄스 폭 구현 및 CEP 위상 안정화 조절 시스템 구현
- 파장 범위 20~150 nm 대역의 분광이 가능한 스펙트럼 분석 시스템 구현
〇 CEP 변화 또는 레이저 전기장의 크기에 따른 3차원 밴드 갭 물질에서의 고차조화파 스펙트럼 분석
- CEP 위상 변화에 따른 고차조화파 스펙트럼 분석을 통한 3차원 밴드 갭 고체 매질 내의 전자-레이저 위상 상관관계 분석 연구
- 레이저 전기장의 크기 변화에 따른 Interband 또는 Intraband transition 천이 구간 분석
〇 Inter/intraband transition의 이론적 해석을 위한 TDSE 모델 구현 및 이론적 계산 모델연구
- Semiclassical and quantum-mechanical 시뮬레이션을 통한 Intraband transition 전자 운동의 이론적 모델링 구현
〇 결정의 방향성에 따른 고차조화파 발생을 통한 All-optical 에너지 밴드 구조 reconstruction 시스템 구현
- 유전체 물질 결정 구조에서 각기 다른 브릴루앙 영역을 따라 유도되는 전자들의 운동을 고차조화파 스펙트럼 분석으로 관찰하고, 이를 해석하여, 유전체 물질의 3차원 밴드 구조를 복원할 수 있는 실험적 원리 및 개념 연구
〇 Direct, indirect 밴드 구조 변화에 따른 고차조화파 스펙트럼의 분석 연구
- Direct 밴드 갭 구조가 아닌 Indirect 밴드 갭 구조를 갖는 물질을 이용하여 고차조화파를 발생시키고, Indirect 밴드 갭 구조에서 고차조화파를 통한 밴드 구조 분석의 가능성을 연구

○ 연구개발결과의 중요성
고체 매질에서의 고차 조화파 스펙트럼 분석을 통해서 복잡한 3차원 밴드 갭 구조에서 전자가 레이저의 의해서 어떻게 유도 조절 되는지의 물리적 이해가 가능함. 이를 통해 벌크한 형태의 유전체 물질에서도 전자를 빠르게 제어 할 수 있는 극고속 레이저 기반의 PHz 양자 전자 소자의 원천 기술의 구현이 가능할 것으로 보임. 또한 실험적으로 측정이 어려웠던 벌크한 구조의 밴드 갭이 큰 유전체 결정 물질의 밴드 구조를 별도의 표면 처리 없이도 발생된 고차 조화파 스펙트럼을 분석하여, 복원해 내는 것이 물리적으로 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 본 연구개발의 필요성 및 최종 목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2-1. 1차년도 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2-2. 2차년도 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 2-3. 3차년도 연구수행내용 및 연구결과 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 대표적 연구실적 ... 13
• 끝페이지 ... 17