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시간분해 X선 회절법에 의한 광유기 상전이현상

전문가 제언: ○ 강상관전자계 물질의 가장 관심을 끄는 특징은 절연체와 금속, 초전도와 일반 상전도, 자성과 비자성 등 서로 다른 물질의 상이 하나의 물질로 나타난다는 것이다. 자장이나 전기장, 압력 등의 외부 장에 의한 물질의 상을 제어하기 위한 연구가 광범위하게 진행되고 있다.

○ 이러한 외부 장에 의해 제어할 수 있는 가장 가능성이 높은 것으로 시간 폭이 짧은 펄스는 광펄스이다. 지금까지 비교적 쉽게 얻을 수 있는 수십 펨토초의 펄스를 열적으로가 아닌 전자적으로 상전이를 일으키는 것이 가능하다면 TB(테라 비트)급의 초고속 스위칭도 가능해질 수 있다.

○ 강상관전자계는 다자유도 계통이며 전하, 스핀, 격자의 질서에 따라 물질의 상이 결정되고 빛에 의한 전자여기는 이러한 질서를 흐트러뜨릴 수도 있고 다시 구축할 수도 있다.

○ 모토(Motto) 절연체에 있어 광유기 절연체 전이는 Ni 착체의 근적외광 조사에 의한 광응답에 대한 것이 잘 알려져 있으며 펨토초 펄스 광조사에 의한 금속상에 열적으로가 아니라 전자여기에 의해 직접 생성하는 것으로 응답속도는 피코초 단위로 대단히 빠르다.

○ 광유기 절연체-금속전이 관측으로 모토 절연체에 관한 연구는 일본 산업기술 종합연구소의 Okamoto Hiroshi와 Tokura Yoshinori 등에 의해 많이 연구되어 왔으며 우리나라에서도 KAIST 등 몇몇 연구소와 대학에서 이에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다.

○ 향후에는 중간정도의 적외선 100 펨토초 분광 외장보다 짧은 적외선 펄스(30 펨토초)를 이용한 측정과 현미경으로 여러 가지 분광법에 의해 광유기 절연체 금속전이 메커니즘이 규명되어 새로운 초고속 광기능성이 발견될 것으로 사료된다.

저자: Shin-ichi ADACHI, Shin-ya KOSHIHARA
자료유형: 학술정보