2단계

중점연구소과제(2단계)

한국학술진흥재단 중점연구소 2단계

(2004. 07. 01 - 2006. 06. 30)

새로운 나노 구조의 형성 및 전기적, 광학적 특성 연구
(A Study on Electronic and Spectroscopic Properites of Semiconductor Nano Structures)

반도체를 기반으로 하여 양자현상을 관찰할 수 있는 나노미터 크기의 구조체를 형성하고, 그 구조를 규명하고, 이 구조와 관련된 양자현상이 미래에 응용될 양자소자의 기본 물질이 될 수 있다는 사실을 실험적으로 증명하고, 또한 이와 연계된 이론도 정립하고자 한다.

제 1세부과제
책임자	서재명 교수
공동연구원	정석민 교수, 한재량 교수
학술연구교수	김희동 박사, 추반치엠 박사
연구개요	반도체 양자구조를 만들고, 이것의 전자 구조와 전기적 수송 특성을 측정한다. 아울러 제 1 원리에 바탕을 둔 이론적 계산을 통해 그 성질을 예측하고, 실험결과와 비교한다. 구체적으로 Si 기판 위에 금속 나노선을 형성하여, 그 원자구조와 전자구조를 밝힌다. 또한 CVD방법으로 GaN 나노구조체를 만들어 전기수송현상을 연구한다. 특히 반도체 나노선 구조와 금속 전극간의 오믹접합 형성과 전계효과를 연구한다. 이들 원자구조와 관련된 모형에 대하여 슈도퍼텐셜 제일 원리계산을 통해 전자 구조를 정립하고자 한다. 실험과 병행하여 이론적 연구로서 슈도퍼텐셜 제일원리 계산을 통하여 Si기판에 흡착된 1차원 금속 나노선 계의 전자구조를 계산하여 에너지 벤드를 구함으로써 그 속의 전자들이 Fermi liquid인지 Luttinger liquid 인지를 규명한다. 나아가 Si 표면에 흡착되는 분자가 나노구조를 형성할 수 있는 조건에 대하여 연구한다.

제 2세부과제
책임자	김진승 교수
공동연구원	노희석 교수
학술연구교수	이금휘 박사, 양병관 박사
연구개요	초고속 분광분석 기법을 써서 제 1세부과제에서 만든 반도체 양자구조의 광학적 특성을 분석한다. 이를 위해 지속시간이 수10펨토초에 이르는 극초단 광펄스를 발생시키고 , 극초단 광펄스의 진폭과 위산변활르 정밀하게 잴 수 있는 광펄스 측정장치를 제작한다. 광펄스의 진폭 및 위상변화 측정은 잘 알려진 FROG 기법과 편광계측기법을 결합시켜 극초단 광펄스가 광학적 이방성을 띤 물체를 지날 때의 편광상태의 변화까지도 측정할 수 있도록 한다. 또한 끝부분의 폭이 수십 나노미터 수준의 광섬유 evanescent probe를 만들고, 이를 똥해 극초단 광펄스를 반도체 양자구조에 집중적으로 비추어 흡수, 반사되는 빛의 분광분포 및 진폭, 위상의 시간변화를 분석함으로써 반도체 양자구조의 분광특성을 연구한다.