초록 ▼

□ 연구개요
테라헤르츠(THz=10¹²Hz) 주파수는 기존의 전자기파나 전자의 동역학으로 접근하기 어려운 영역으로서 학문적으로 중요할 뿐만 아니라, 광범위한 분야에 응용이 가능할 것으로 예측되어 산업적으로도 중요하다. 본 연구진은 스핀 시스템에서 효율적인 테라헤르츠 주파수의 발생 및 제어가 가능할 것으로 예상하고, 테라헤르츠 스핀파의 발생/제어/측정기술을 연구하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도(2017) 연구 목표: THz 스핀파 발생 메커니즘 연구
1차년도(2017) 연구결

□ 연구개요
테라헤르츠(THz=10¹²Hz) 주파수는 기존의 전자기파나 전자의 동역학으로 접근하기 어려운 영역으로서 학문적으로 중요할 뿐만 아니라, 광범위한 분야에 응용이 가능할 것으로 예측되어 산업적으로도 중요하다. 본 연구진은 스핀 시스템에서 효율적인 테라헤르츠 주파수의 발생 및 제어가 가능할 것으로 예상하고, 테라헤르츠 스핀파의 발생/제어/측정기술을 연구하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도(2017) 연구 목표: THz 스핀파 발생 메커니즘 연구
1차년도(2017) 연구결과: 초고속 자구벽 이동을 위해 페리자성체 GdFeCo를 사용하여 각운동량 보상점에서 자구벽 속도가 2km/s 이 발생함을 실험적으로 규명하였다. 이 결과는 Nature materials에 출간되었다. 더 나아가, 초고속 자구벽 이동에 의해 THz의 스핀파 발생이 가능함을 이론적으로 증명하였고, 결과는 Physical Review B에 출간되었다.

2차년도(2018) 연구 목표: THz 스핀파 측정 기술의 확립
2차년도(2018) 연구결과: 퍼멀로이/백금 이중층 구조에서 THz 스핀파-전자 상호작용을 통하여 THz 스핀파의 발생을 자기저항을 통해 측정하였고, 이 결과는 Applied Physics Express에 출간되었다. 또한, THz 스핀파는 THz 전자기파의 상호작용을 위하여 THz 자성분광 시스템 구축을 완료하였다.

3차년도(2019) 연구 목표: THz 스핀파-전자기파 변환 메커니즘 규명을 통한 테라헤르츠 광원 개발
3차년도(2019) 연구결과: 스핀파를 이용한 전자기파 광원 개발을 위하여, 결맞는 스핀파 발진에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구진은 강자성체에서 결맞는 스핀파 발진을 실험적으로 확인하였고, 현재 페리자성체에서 고주파 발진을 위해 실험을 진행하고 있다. 또한, THz 분광기를 이용하여 자기저항의 근본 원리인 스핀 의존 산란 시간을 구하는 것이 가능함을 증명하여, 신진후속연구로 활용할 계획이다.

정량적 연구결과: 본 연구를 통하여 SCI논문 15편(Nat.Mater, Nat. Electron. Nat. Comm, PRL등), 비SCI논문 1편, 특허 등록 1건, 초청강연 8건, 저역서 출판 1건을 기록하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
1. THz 스핀파 발생 및 측정 메커니즘을 제안함으로써, THz영역의 스핀트로닉스 연구를 선도하였다.
2. 본 연구에서 개발한 테라헤르츠 자성분광 기술은 향후 자기저항의 근원을 규명하는데 사용될 수 있다.
3. 본 과제를 통해 제안한 시프트레지스터 특허는 추후 차세대 메모리 소자 응용 연구가 가능할 것으로 생각된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 대표적 연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 26