나노기술 및 정책 정보

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● Le Duc Anh 교수(도쿄대) 연구팀은 강자성 반도체(In,Fe)As를 포함한 반도체 양자 우물 구조에 30fs(펨토초) 길이의 펄스 레이저 광을 조사(照射)함으로써, 양자 우물의 자화를 600fs 라는 매우 짧은 시간에 증대시키는 데 최초로 성공

● 분자선에피택시법을 이용한 결정 성장을 통해 강자성 반도체(In, Fe)As/비자성 반도체 InAs로 이루어진 반도체의 이중 구조를 제작하였으며, 해당 구조에서 전자 캐리어가 긴 가간섭성(coherence)를 갖기 때문에 단일 양자 우물로 행동하는지를 확인 가능

● 또한, 펌프&프로브법을 이용하여 적외 초단 펄스 레이저 광을 조사함으로써 자화의 변화를 측정하였으며, 적외 레이저 펄스가 입사되자 양자 우물의 자화가 600fs에 순간적으로 증대하는 것을 발견

● 펨토초 펄스 레이저 광으로 생성된 캐리어(전자와 정공)는 강자성 반도체층 내의 Fe 자기 모멘트와 직접적으로 상호작용하지는 않지만, 이들의 공간 전하로 만들어지는 표면 포텐셜에 의해 양자 우물 내에 갇힌 2차원 전자의 파동 함수 및 이에 따른 전자 밀도 분포가 매우 빠르게 변화

● 그 결과, Fe 자기 모멘트 간의 자기적 상호작용이 초고속으로 증강되어 자화(Fe의 자기 모멘트 합계에 의한 거시적인 자기 질서)가 증대됨을 확인할 수 있었으며, 본 연구는 현재 전자 시스템에서 초고속 자기 저장 및 스핀 기반 정보 처리를 실현하는 새로운 길을 열어줄 것으로 기대

Advanced Materials (2023.07.28.), Ultrafast subpicosecond magnetisation of a two-dimensional ferromagnet