Welcome toCenter for Extreme Quantum Matter and Functionality

극한 양자기능물질 연구센터

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극한제어를 통한 신기능 양자 물질의 획기적 확충 및 양자소자 개발

응집물리의 핵심 연구주제인 양자물질(quantum matter)은 재료과학 및 양자컴퓨터에 이르는 다양한 과학 분야를 아우르는 통합적 개념입니다. 최근 고전적 양자물질(classical quantum matter)로 분류되는 비정상 초전도(unconventional superconductors), 다강체(multiferroics) 및 무거운 페르미온(heavy fermions)의 한계를 뛰어넘는 새로운 양자기능성(quantum functionality)에 대한 연구가 속속들이 보고되고 있으며 이에 대한 이해는 응집물리의 최대 난제로 부상하고 있습니다.

양자기능성이 발현될 가능성이 큰 물질로는 카이랄 초전도체(chiral superconductors), 수소기반 상온초전도체, Twist 다층시스템(twisted multilayer systems), 콘도-와일 준금속(Kondo-Weyl semimetals)등이 있습니다. 신개념 양자 기능성물질의 특징은 전통적인 연구 분야의 경계를 허물고 다양한 분야가 융합되어 구현된다는 것입니다. 예를 들어 격자구조의 대칭성에 기반을 둔 위상물질과 전자의 상호작용에 기반을 둔 다체계 상관시스템(many-body correlated systems)은 각자 고유의 연구 분야로 발전되어 왔으나 최근 이론적 실험적 극한제어의 발전으로 말미암아 두 분야가 융합된 새로운 양자기능성을 가진 상관성 위상물질(correlated topological matter)의 발견으로 이어졌습니다.

본 극한 양자기능물질 연구단에서는 스핀, 오비탈, 전하, 격자 등의 저에너지 자유도(low-energy degrees of freedom)의 개별적인 조절뿐만 아니라 얽혀있는 경쟁상호작용(intertwined competing orders)의 체계적인 조율이 가능한 통합적 극한제어(integrated extreme control)를 도입하여 신기능 양자물성의 구현 및 그 메커니즘 이해를 위한 난제에 도전하고자 합니다.

본 연구단은 극한환경 측정기술, 신물질의 소자화 및 특성 분석, 다체계의 이론적 분석 및 예측에 특화된 7개기관 12명의 핵심 연구원이 참여하여 극한 양자기능물질 난제 해결을 위한 시너지 있는 연구를 수행할 계획입니다. 또한 오픈 공유랩 프로그램을 진행하여 아이디어는 있지만 기반 측정시설의 부재로 연구 추진에 어려움이 있는 동료 학자들과 함께하고자 하오니 많은 관심 부탁드립니다.

DirectorTuson Park