초록 ▼

□ 연구개요
이 연구는 제일원리 계산을 활용해 기능성과 위상 물성을 동시에 갖는 2차원 위상 물질을 발견하고 그 응용 가능성을 탐구한다. 연구는 강유전 위상 절연체와 높은 차수 위상 자성체의 발견에 중점을 두며, 이들 물질의 독특한 물성을 규명하고 전기장 및 자기장으로 제어 가능한 새로운 소재로의 활용을 제안한다.
강유전 위상 절연체의 경우, 반 데르 발스 이종 결합을 통해 자기 분극 가능성을 탐색하고, 높은 차수 위상 자성체에서는 뒤틀린 이중층 구조를 통한 자기 정렬 가능성을 밝힌다. 이러한 발견을 바탕으로, 비선형 광

□ 연구개요
이 연구는 제일원리 계산을 활용해 기능성과 위상 물성을 동시에 갖는 2차원 위상 물질을 발견하고 그 응용 가능성을 탐구한다. 연구는 강유전 위상 절연체와 높은 차수 위상 자성체의 발견에 중점을 두며, 이들 물질의 독특한 물성을 규명하고 전기장 및 자기장으로 제어 가능한 새로운 소재로의 활용을 제안한다.
강유전 위상 절연체의 경우, 반 데르 발스 이종 결합을 통해 자기 분극 가능성을 탐색하고, 높은 차수 위상 자성체에서는 뒤틀린 이중층 구조를 통한 자기 정렬 가능성을 밝힌다. 이러한 발견을 바탕으로, 비선형 광학 실험 및 Faraday/Kerr 회전 실험을 통해 위상 전도 채널의 제어 가능성을 탐구한다.
이 연구는 위상 물질의 새로운 기능성을 발견하고, 이를 전자 및 정보 소재로 응용하는 데 기여할 것으로 기대된다. 연구 성과는 위상 물질 연구의 새로운 방향을 제시하며, 향후 실험적 검증을 통해 더욱 발전될 가능성을 내포하고 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구 과제의 진행 과정은 기능성 물성과 위상 물성을 동시에 발현하는 새로운 물질의 발견에서부터 이들 물질의 물성 탐색, 그리고 이러한 물질을 활용한 응용 방법 제시에 이르기까지, 목표한 바를 완전히 달성하는 데 성공했다. 특히, 2차원 강유전 위상 절연체, 그래핀 기반 이종층, 및 약한 위상 절연체 등의 다양한 새로운 물질들을 발견하였으며, 이들의 독특한 물성을 규명하였다. 또한, 이러한 발견을 통해 위상 절연체를 활용한 저항성 메모리 장치, 차세대 필드 이펙트 트랜지스터, 스핀 장치 등의 새로운 응용 가능성을 제시함으로써, 위상 물질의 새로운 제어 방법과 응용 분야를 개척하였다.
이 연구는 기능성 물성과 위상 물성의 상호작용을 통해 물질의 전기적, 자기적, 광학적 제어 가능성을 탐구하는 것을 목표로 하였으며, 이 목표를 달성함으로써 위상 물질의 새로운 기능성을 극대화하고 다양한 실용적 응용으로의 전환을 가능하게 하는 중요한 발판을 마련했다. 연구 결과는 위상 물질의 기능성 연구에 크게 기여하며, 이를 바탕으로 한 실용적 응용 개발로 이어질 것으로 기대된다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
< 위상물질 분야의 발전 동향에 선제적 대응 >
최근 지난 십 년 위상 물질 분야의 연구는 다소 학문적인데 강조한 경향이 있었다면, 향후 앞으로의 발전 방향은 좀 더 응용과 실용적인 측면에 방점이 찍힐 것으로 기대한다. 위상 물질을 활용한 정보/전자/스핀 소재의 활용을 통해 위상 물질 분야의 학문적 성과가 사회 가치로의 확장이 앞으로 중요한 기로에 있어 본 연구 중요한 기여를 할 것으로 기대한다.
< 위상물질의 응용 가능성 혁신 >
본 연구는 제어 가능한 위상 물성을 제시하여 위상 물질의 전자 소재/ 스핀 소재/양자 정보 소재로의 응용 가능성을 한 발 더 앞당길 것으로 기대한다.
< 독립된 두 분야의 통합을 통한 높은 영향력 있는 연구 수행 >
위상 물질 연구는 기능성 물질 연구와 다소 분리되어 발전되온 면이 있다. 본 연구 성공적인 결과로 다강체 위상 물질 분야와 같은 기능성 물질 연구와 위상 물질 연구의 통합을 기대해 볼 만 한다. 그만큼 영향력 높은 연구 성과를 도출할수 있을 것으로 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구개발의 목적 ... 4
• (2) 연구의 필요성 ... 4
• (3) 연구 가설 및 최종 목표 ... 5
• (4) 연구의 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• (1) 1차년도(2021) 연구 수행 내용 : 기능성 위상 물질 발견 ... 8
• (2) 2차년도(2022) 연구 수행 내용: 기능성 위상 물성 탐색 ... 9
• (3) 3차년도(2023) 연구 수행 내용: 기능성 위상 물성 응용 방법 제시 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 19
• 끝페이지 ... 40