이화 물리학과 콜로퀴움

2022 일정

2022.11.30, 5:00~6:00pm (KST)

박사졸업예정자 발표
Ewha Womans University
TBA

2022.11.23, 5:00~6:00pm (KST)

김용현 교수님
한국과학기술원 (KAIST) 물리학과
Solving Triboelectricity

2022.11.16, 5:00~6:00pm (KST)

김재용 교수님
한양대학교 물리학과
Recent Studies on Synthesis and Structures of Metal Hydrides under Ultra-high Static and Dynamic Pressures Aiming for High Tc

2022.11.09, 5:00~6:00pm (KST)

서호성 교수님
아주대학교 물리학과
First-principles investigation of quantum defects in two-dimensional hexagonal boron nitride

2022.11.02, 5:00~6:00pm (KST)

이길호 교수님 포항공과대학교 (POSTECH) 물리학과
Engineering graphene Josephson junction for sensitive photon detector

2022.10.26, 5:00~6:00pm (KST)

Eun-Ah Kim
Cornell University / 이화여자대학교 물리학과
Machine Learning Quantum Emergence

2022.10.05, 5:00~6:00pm (KST)

라영식 교수님
한국과학기술원 (KAIST) 물리학과
Scalable generation of quantum entanglement in ultrashort pulses

2022.09.28, 5:00~6:00pm (KST)

김현정 교수님
서강대학교 물리학과
Ultrafast Phase Transformation Study using Synchrotrons and X-ray Free Electron Lasers

2022.09.21, 5:00~6:00pm (KST)

박노정 교수님
울산과학기술원 (UNIST) 물리학과
Real-time quantum dynamics of condensed matters : nonlinear optical properties and Berry curvature family

2022.09.14, 5:00~6:00pm (KST)

Aron Walsh
Imperial College London / Ewha Womans University
Sustainable Materials to Power the Future

2022.09.07, 5:00~6:00pm (KST)

Bogeun Gwak
Dongguk University
볼 수 없는 천체, 블랙홀을 찾아서 (Find a black hole, a celestial body that you can't see)

2022.06.08, 5:00~6:00pm (KST)

서미리 박사학위 취득예정자
Ewha Womans University
연구실에서 사용되는 질량 센서 데이터, 유해 화합물, 그래핀 이미지 분류를 위한 인공지능의 활용

인공지능은 인간의 지능을 모방하여 데이터를 학습하고, 추론하며, 지각할 수 있도록 컴퓨터 알고리즘 통해 구현한 시스템이다. 최근 4차산업혁명(4IR)*의 영향으로 핵심 기술인 인공지능에 관심이 증가하고 있다. 이에 따라, 학계와 산업계, 연구 분야에서 인공지능을 활용한 사례를 종종 볼 수 있다. 본 발표에서는 물리학 연구실에서 다루는 NEMS 기반의 질량 센서 데이터, 그래핀 이미지, 유해 화합물 데이터를 분류하기 위해 인공지능을 활용한 연구결과를 보여줄 예정이다. 이 결과를 통해서 인공지능이 기존의 분류 방법을 개선하고 연구의 효율을 높일 수 있음을 증명하고, 물리학 연구 분야에서 인공지능의 활용 가능성을 확인해 볼 것이다.

2022.05.25, 5:00~6:00pm (KST)

주철민 교수
TU Delft
Next-generation single-molecule biophysics

2022.05.18, 5:00~6:00pm (KST)

김태정 교수
한양대학교 물리학과
젭토스페이스로의 여행(Aventure to Zeptospace)

2022.05.11, 5:00~6:00pm (KST)

‪한인식 단장
IBS 희귀핵 연구단
우주 원소의 기원을 찾아서

2022.05.04, 5:00~6:00pm (KST)

‪김준성 교수
포항공과대학교 (POSTECH)
When electronic band topology meets magnetism

고체물질의 전자구조가 갖는 위상학적인 특성은 지난 10여년간 응집물리의 중요한 주제 중 하나였습니다. 전자밴드에 위상학적으로 특이한 교차점 또는 마디선이 존재하는 위상물질에서는 기존에 알려지지 않은 특이한 전도특성이 발현될 것으로 기대됩니다. 특히 위상 전자구조와 자성특성이 결합된 경우에는 전자밴드의 축퇴가 스핀의 방향이나 구조에 의해 상대적으로 쉽게 바뀔 수 있기 때문에 전도 특성을 자기적으로 조절하는 새로운 방식이 가능해집니다. 본 강연에서는 자성을 띠는 위상물질의 특이한 전도특성에 대한 최근 논의에 대해 간략하게 소개하고, 반데르발스 결정구조를 갖는 위상자성체의 최근 연구결과에 대해 소개하고자 합니다. 오비탈 자유도에 기인한 위상 전자구조, 자성, 그리고 스핀-궤도결합의 상호작용에 의해 나타나는 거대 자기전도 현상 및 스핀 정보소자의 응용가능성에 대해 논의하고자 합니다.

[1] K.Kim, et al. Nat. Mater. 17. 794 (2018).
[2] J. Seo, et al. Sci. Adv. 6. 8912 (2020).
[3] J. Seo et al. Nature 599, 576–581 (2021).

2022.04.27, 5:00~6:00pm (KST)

이상윤 교수
GIST
고체 점결함을 이용한 양자정보 연구

고체 점결함은 양자광원으로 사용할 수 있으며, 바닥 상태의 전자 스핀은 수명이 긴 양자 메모리로 사용할 수 있어서 양자통신, 양자컴퓨팅 등 양자정보 기술 개발에 적극적으로 사용되고 있다. 광자 큐비트와 스핀 큐비트 간의 양자 상태 전환이 가능한 경우 양자 네트워크의 기반인 스핀-광자 인터페이스로 사용될 수 있는데, 고체 점결함은 포획 이온, 원자, 양자점 등과 함께 양자 네트워크에 사용 가능한 물리계로 평가받고 있다. 최근에는 다이아몬드 NV 센터를 이용한 확정적 원격 양자 얽힘 뿐 아니라 최초로 양자 네트워크의 확장 가능성을 입증하기도 하여 양자 네트워크 실현을 앞당길 수 있는 물리계로 평가 받고 있다. 이 발표에서는 점결함을 이용한 스핀 큐비트 구현을 비롯한 기초 원리부터 시작하여 스핀-광자 인터페이스 구현 및 이를 이용한 양자 네트워크 연구개발의 최신 동향을 소개하고자 한다. 또한, 양자 정보 소자 개발에 장점이 있는 실리콘 카바이드 같은 반도체의 점결함을 이용한 스핀-광자 상호 작용에 대한 최근 연구 진행 상황을 소개할 계획이다.

2022.04.13, 5:00~6:00pm (KST)

김준기 교수
성균관대학교 나노공학과
Building a quantum computer with trapped ion qubits

An ion trap is an exotic quantum system which reveals novel quantum phenomena and h as become one of the leading quantum computing platforms. Its promising features include long qubit coherence time, low SPAM (state-preparation and detection) error, high g ate-fidelity, and all-to-all qubit connectivity. Building such a system requires deep understanding on underlying physics as well as systematic engineering approach. This talk will c over fundamental ideas of the trapped-ion based quantum computing and recent efforts on building a highly engineered device. The prospect on scaling trapped-ion devices will be discussed as well.

2022.04.06, 5:00~6:00pm (KST)

Prof. Andreas Heinrich
IBS Center for Quantum Nanoscience, Ewha Womans University
Investigating Individual Quantum Spins on Surfaces with Scanning Tunneling Microscopy

There is a strong international research effort in the area of quantum information science. Here, the concepts of quantum coherence, superposition and entanglement of quantum states are exploited. These concepts were originally shown with photons as well as atoms and ions in vacuum traps. Over the past two decades, many advances at studying such quantum coherence in solid-state and molecular architectures have evolved [1]. We will begin with a general introduction into quantum coherence in two-level systems and investigate a conceptually simple algorithm for a quantum computation. We will highlight a couple of experimental realizations in the solid-state that allow the quantum-coherent control of individual quantum bits (qubits). In essence, this type of research fulfills the dreams of the founders of quantum mechanics some 100 years ago, who had to think of those experiments only as Gedankenexperiments.

In the second half of the talk we will switch to my own research efforts in Scanning Tunneling Microscopy (STM). STM enables the study of surfaces with atomic-scale spatial resolution and offers the ability to study individual atoms and molecules on surfaces. Here at Ewha, we have one of the world’s best facilities for such studies. STM can also be used to move atoms with atomic-scale precision, which enables us to build engineered nanostructures where each atom is in the exactly correct place.

In order to study qubits with STM, we recently learned how to combine STM with electron spin resonance [2]. Spin resonance gives us the means to quantum-coherently control an individual atomic or molecular spin on a surface. Using short pulses of microwave radiation enables us to perform qubit rotations and learn about the quantum coherence times of our spins.

1. Andreas J. Heinrich, William D. Oliver, Lieven M. K. Vandersypen, Arzhang Ardavan, Roberta Sessoli, Daniel Loss, Ania Bleszynski Jayich, Joaquin Fernandez-Rossier, Arne Laucht, Andrea Morello, “Quantum-coherent nanoscience”, Nat. Nanotechnol., 16, 1318-1329 (2021).

2. Susanne Baumann, William Paul, Taeyoung Choi, Christopher P. Lutz, Arzhang Ardavan, Andreas J. Heinrich, “Electron Paramagnetic Resonance of Individual Atoms on a Surface”, Science 350, 417 (2015).

Support from Institute for Basic Science (IBS-R027-D1) is gratefully acknowledged.

2022.03.30, 5:00~6:00pm (KST)

박재홍 교수
Ewha Womans University
Role of Crystalline-Domains on Ultrafast Polaron Generation in Conjugated Polymers

For semiconductors in molecular optoelectronic applications, photoinduced generation and recombination dynamics of free-carriers (mobile electrons and holes) are the key process of the device operation. To probe this dynamics, various spectroscopic and electrical techniques have been utilized. In this presentation, I will discuss photoinduced carrier-dynamics probed by flash-photolysis time-resolved microwave conductivity (fp-TRMC) experiments, which are visible-pump/microwave probe spectroscopic measurements. First, my presentation will introduce free-carrier dynamics in various organic and inorganic systems studied by fp-TRMC. This study highlights the unique features of fp-TRMC such as electrode-less and non-invasive measurements and extremely high sensitivity that suppresses many-body interactions. Second, my presentation will discuss the exciton/carrier dynamics studies in polymer crystalline particles, examined from femtosecond transient absorption spectroscopy.

2022.03.23, 5:00~6:00pm (KST)

조연정 교수
Kyungpook National University
위상물질의 양자진동과 이상 홀효과

위상 물질이란 위상 불변량으로 정의된 새로운 양자 상태를 발현하는 물질로 위상 부도체, 디락 및 바일 준금속, 위상 초전도체 등의 종류가 있다. Pyrite cubic 구조를 갖는 (TM)S2 (TM=전이금속) 물질은 전이금속 이온의 종류에 따라서 전자 구조가 많이 바뀌고 sulfer 대신에 다른 물질로의 도핑으로 다양한 상태를 구현할 수 있다. 그중 FeS2는 반자성 반도체인 반면, CoS2는 itinerant 강자성체로 minority 스핀 밴드가 굉장히 작아서 거의 반금속 물질로 알려져 있다. 최근들어 이론 밴드 계산과 ARPES 측정 결과로 CoS2의 magnetic Weyl semimetal의 가능성이 제기되었고 반금속 물질 특성에 관한 관심이 높아지고 있다. 본 강연에서는 CoS2 물질의 anomalous Hall effect와 magnetoresistance, magnetic quantum oscillation 측정 결과를 바탕으로 itinerant 강자성과 반금속 성질을 분석한 결과를 소개하고자 한다.

2022.03.16, 5:00~6:00pm (KST)

노광동 교수
Ewha Womans University
The Next Generation of Photonic Sources – Light-Emitting Devices

Over the past decade, significant progress has been made in semiconductor research for efficient light-emitters. Using low-cost methods of solution-processed chemistry, nano-materials such as colloidal quantum dots and perovskites have emerged as a technologically viable material candidate for the next generation of luminescent materials. Hence, this talk will first address the introduction and fundamental optical and electrical properties showing wavelength-tunable bandgap, narrowband emission, high internal quantum efficiency etc. These intriguing properties have enabled to fabricate perovskite-based LEDs with more than 20% of external quantum efficiency. However, despite successful achievements of perovskites in optoelectronic applications, several drawbacks still hinder further development for visible light emitters such as material instability under ambient conditions, phase separation of halide, low thermal conductivity, and limited lasing operations. Thus, in the second part of this talk, several approaches, and recent reports to overcome these difficulties will be presented. It has been shown that our engineered mixed-halide perovskites can suppress the halide redistribution phenomenon by proper selection of additive capping layer, leading to develop efficient wavelength-tunable LEDs and single-mode distributed feedback lasers at room temperature for the first time. Also, design principles for realizing lasing operation from a functional perovskite LED device under intense electrical excitation will be discussed.

2021.12.08, 5:50~6:15pm (KST)

정혜리
Ewha Womans University
Growth and characterization of halide perovskite single crystals for photodetector applications

유무기 복합 할로겐화물로 구성된 하이브리드 페로브스카이트 물질은 뛰어난 광전기적 특성을 지니고 있으며 이를 바탕으로 태양전지, 발광 다이오드, 광검출기 등 다양한 소자로의 응용 가능성을 가져 최근 주목을 받고 있다. 다양한 형태의 페로브스카이트 물질 중에서도 페로브스카이트 단결정 형태는 물성에 영향을 줄 수 있는 그레인 경계가 없고 페로브스카이트 물질의 큰 문제점 중 하나인 안정성이 다른 형태보다 뛰어나 물질의 본질적인 정보를 제공할 수 있다. 페로브스카이트 물질의 에너지 준위와 밴드 밴딩, 그리고 수송 특성은 소자 작동 및 효율에 직접적인 관련이 있다. 따라서 페로브스카이트 단결정을 이용하여 물질의 핵심 특성을 이해하는 것은 고효율 소자 디자인을 제시하는 데 도움이 될 수 있다.

먼저, CH3NH3PbX3 (X=I, Br, Cl) 페로브스카이트 단결정을 성장시키고 성장시킨 결정의 결정성을 파악하여 단결정임을 확인하였다. 물질의 반도체 특성을 이해하기 위해 에너지 준위에 관련된 변수를 조사하였다. 광발광 스펙트럼을 사용하여 페로브스카이트 단결정의 밴드갭 에너지를 확인하였고 캘빈 탐침 현미경을 사용하여 결정 표면의 표면 전기적 특성을 공간적으로 이미지화하였다. 표면의 일함수 분포를 공간적으로 확인하여 국소 영역에서 열화 현상과 열화 물질에 따른 표면 및 일함수 변화를 관찰하였다. 반도체 특성은 국소 열화 현상으로 생성된 열화 물질에 의해 조절될 수 있으며 일함수 분포의 분해 과정을 통해 열화 작용을 이해하고 이로 인해 생성된 물질을 파악하였다. 더불어 염화물 페로브스카이트 단결정에서 다른 할로겐 물질 기반 페로브스카이트 물질들과는 다르게 저온에서 여기자 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 온도에 따른 수송자와 여기자 비율 계산을 통해 저온에서의 여기자 존재의 가능성을 제시하였고 레이저 파워 대비 발광 세기 분석을 통해 자유 여기자와 구속 여기자를 구분하였다.

나아가 브롬화물과 염화물 페로브스카이트 단결정에서 다양한 전극 소재와 전자 수송을 향상시키고 정공 수송을 저해하는 TiO2를 이용하여 한쪽 수송자가 우세한 소자 구조를 형성하고 구조에 따른 수송 특성을 파악하고자 하였다. 단결정의 밴드갭보다 낮은 에너지를 가지는 적색광과 높은 에너지를 가지는 근자외 청색광 모두에서 광전류가 형성되었다. 모든 구조에서 두 빛을 이용한 광보조 켈빈 탐침 현미경 측정을 통한 밴드 밴딩 현상을 분석하였고 빛의 파장에 따른 전하 수송 메커니즘을 이해하였다. 특히 빛의 에너지에 따른 여기 현상의 차이에 의해 물질 내 트랩의 존재를 간접적으로 확인하였고 이러한 빛에 따른 전기적 특성을 바탕으로 광검출기로서의 가능성을 확인하였다. 이 발표에서는 하이브리드 페로브스카이트 단결정을 이용하여 물질 고유의 광전자 특성을 이해하고 이를 바탕으로 광검출기를 제작하여 광전하 수송 메커니즘에 대해 보고한다.