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적외방사광에 의한 광유도 전자상태의 연구

전문가 제언: ○ 적외선 방사광(Infrared(IR)- Synchrotron Radiation(SR))에는 고휘도성 외에도 흑체복사 적외광원(black-body Infrared radiation)에는 없는 특징을 가지고 있다. 즉 방사광(SR)의 원편광 특성과 펄스성이 있다. 이러한 적외선 방사광의 특징을 이용한 빛의 유기전자 상태의 연구가 선진국에서 활발히 이루어지고 있다.

○ 빛의 유도전자 상태의 연구를 위한 대형방사광 시설인 SPring-8에 적외 전용 빔 라인(Beam-Line: BL)이 설치된 흡수반사분광 스테이션이 구축 되었고 이 장치를 이용한 시간 적외분광으로 GaAs(갈륨비소)에서 광여기 된 캐리어의 돌디 응답이나 InSb에서의 광여기 캐리어에 의한 밴드갭 흡수표백법에 의한 시간분해 적외분광을 실험할 수 있게 되었다.

○ 또한 광유도 현상의 IR-SR에 의한 연구의 양자상유전체 SrTiO₃(STO)의 광유기 캐리어 연구는 강유전체 BaTiO₃와 함께 유전 특성에 주목되는 물질로 특히 양자상유전체 SrTiO₃(STO)는 물성물리의 연구에 오랜 역사를 가지고 있는 물질이다. 이런 STO의 광유기 유전율의 증감에 관한 연구로 광여기 캐리어의 역할의 중요함을 입증하는 시험을 통해 확인 보고되고 있다.

○ 적외분광 본래의 이점 즉 물성을 결정짓는 전자상태를 높은 분해능으로 측정할 수 있는 점은 광유도 상전위와 크로스 오버의 연구에 대단히 유용하므로 IR-SR에 의한 광유도 현상의 연구가 더욱 확대되길 바란다.

○ 포항방사광가속기(PLS)는 에너지 2GeV급으로 세계 5위권에 들어가는 거대 시설로서 30여개의 빔 라인을 설치, 운영하고 있으나 X선 및 자외선 빔 라인이 대부분이고 PLS 건설 후 10년이 지났지만 적외선 전용 빔 라인이 하나도 없다. 이에 비하여 일본의 SPring-8은 PLS와 비슷한 시기에 건설되었지만 적외선 전용 빔 라인을 갖고 있어 이를 이용한 광유도 전자상태의 연구가 활발하다. PLS는 적외선영역 방사광 응용의 중요성을 인식하여 적외선 빔 라인 설치와 연구를 시작해야 할 것이다.

저자: Hidekazu OKAMURA
자료유형: 학술정보