초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본 연구의 궁극적 목표는 양자 기저상태의 포논 (Phonon)을 옵토미케니컬 (Optomehcanical) 소자를 통해 달성하되, 기존의 연구들과 차별화 되도록 반도체 나노구조를 이용하여 새로운 메커니즘을 가지는 마이크로파 옵토미케니컬 소자를 구현하는 것이다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표는 반도체 나노선을 기계 공진자로써 이용하여 소실성 결합을 가진 옵토미케니컬 소자를 구현하는것이고, 이 소자를 이용하여 양자 기저상태를 가진 포논을 달성하는데 있다. 현재

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본 연구의 궁극적 목표는 양자 기저상태의 포논 (Phonon)을 옵토미케니컬 (Optomehcanical) 소자를 통해 달성하되, 기존의 연구들과 차별화 되도록 반도체 나노구조를 이용하여 새로운 메커니즘을 가지는 마이크로파 옵토미케니컬 소자를 구현하는 것이다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표는 반도체 나노선을 기계 공진자로써 이용하여 소실성 결합을 가진 옵토미케니컬 소자를 구현하는것이고, 이 소자를 이용하여 양자 기저상태를 가진 포논을 달성하는데 있다. 현재까지 달성 정도는 실제로 반도체 나노선을 기계 공진자로써 이용하여 초전도 마이크로파 공진기와 접합하여 옵토미케니컬 소자를 구현하였다. 극저온 하에서 물리적 특성평가를 통해서 목표로 하는 소실성 결합이 존재함을 보였다. 또한, 이 소실성 결합을 이용하여 옵토미케니컬 소자에서 마이크로파의 파워를 측정 할 수 있는 볼로미터로써 응용성을 보였다. 최종 목표의 소실성 옵토미케니컬 소자를 이용하여 포논의 양자 기저상태를 달성하는데는 추가적인 연구가 필요하나, 소실성 결합을 통해서 옵토미케니컬 소자에서 기계적 진동인 포논과 마이크로 공진기의 포톤의 결합 관계가 존재함을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 하여 소실성 결합을 통한 포논의 양자 기저상태 달성 또한 가능할 것으로 판단된다. 추가로 본 연구의 목표인 양자 기저상태의 포논 달성과 그 궤를 함께하는 프로젝트 또한 2년 차에서 진행하였다. 조셉슨 접합과 압전물질을 이용한 혼성 소자를 개발하였으며, 이는 밀리-캘빈 수준에서 GHz 대역폭의 양자 기저상태 포논을 생성할 수 있는 소자이다. 기존 최종 목표와 다른 실험이나, 이 연구를 통해서도 양자 기저상태의 포논을 생성할 수 있음을 보여 다른 방식으로 양자 기저상태의 포논을 생성할 수 있는 소자를 제작하였다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
반도체 물질을 이용하여 마이크로파 영역에서 소실적 옵토미케니컬 시스템을 구현하는 것은 아직 전 세계에서 실험적으로 성공한 바가 없으며, 이론적인 내용만 존재할 뿐이다. 본 과제의 중요성으로는 세계적으로 이러한 시스템을 처음으로 구현한다는 기술적인 희소성을 가지고 실험적으로 얻은 정보를 통해 기초 물리 연구에 새로운 지식을 창출할 수 있을 뿐만 아니라 나아가 양자 기술에 관련된 새로운 플랫폼으로써 응용성을 가질 것으로 예상한다.
또한, 현재 양자 기저상태를 가진 GHz 대역의 포논을 이용한 양자 정보 분야 연구가 활발하게 이루워지고 있다. 이에 2차년도에서 개발한 조셉슨 접합과 압전물질을 이용한 GHz 대역의 마이크로파 포논 생성 소자의 경우 양자 정보 및 양자 기술에서 사용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 주요 연구 변경사항 ... 5
• 2) 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 15
• 4-가) 연구개발과제의 활용방안 ... 15
• 4-나) 연구개발과제의 기대효과 ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 16
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 21