특강세미나
제목
물리학 콜로퀴엄(11월 11일)
과학기술학부 | 2004-11-10 | 조회 1752
본문 내용
제목: Mesoscopic and Quantum Devices
강연자: 정윤철 교수님 (부산대 물리학과)
일시: 2004년, 11월 11일 오후 4시
장소 : 공동실험관 1호관 213 강의실
요약 (abstract):
전자의 전도현상을 입자의 통계적인 흐름으로 취급하는 고전적인 접근 방법과는 달리 양자 역학적 파동으로 취급할 수 있는 전도 상태를 Ballistic 전도라 한다. 이러한 전도 상태에서는 고전적인 전도현상을 만족하는 소자에서는 관측되지 않는 여러 가지 특이한 전도현상들이 관측되는데 이러한 전도현상의 개요를 소개하고 이에 관한 본 연구원의 최근 연구 결과와 앞으로 유망한 연구 분야에 대해 소개 하고자 한다.
먼저 전자 간섭계는 전자의 파동성을 보여주는 소자일 뿐만 아니라, 전자가 흐르는 경로 중 한곳에 양자 소자를 삽입하여 일반적인 양자 소자의 특성을 연구할 수 있는 중요한 소자이다. 하지만 기존의 전자 간섭 소자는 특성상 주입된 전류의 극히 일부분만 간섭현상을 보이는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 Mach Zehnder형 전자 간섭계의 제작 하였으며, 주입된 전류의 60% 이상이 간섭현상을 보임을 실험적으로 관측하였다.
일차원 전자계는 이차원, 삼차원 전자계와는 달리 Fermi liquid model로 전도 현상을 설명할 수 없으며, 전자의 파동성과 기하학적인 특이성 때문에 Luttinger liquid model에 의해 설명되는 특수한 전자계이다. 이러한 일차원 전자계로는 carbon nano tube, FQHE(fractional quantum hall effect)의 edge state등을 들 수 있다. 이러한 전자계에 gate를 이용하여 양자역학적인 투과 장벽을 주입하면 아주 특수한 전도 현상을 보인다. 이러한 전도 현상을 이해하기 위하여 극저온(10mK)에서 FQHE의 edge state를 이용하여 실험을 하였으며, 전형적인 Luttinger liquid의 전도특성을 관측하였다. 또한 주입된 전자의 점유도와 전자의 온도에 따른 Luttinger liquid 전도 특성에 관한 실험 결과를 보고 하고자 한다.
또한 이러한 전자계를 형성하는 quasi-particle은 Boson과 Fermion의 중간적인 형태인 anyon이라 알려져 있다. 즉 단일 양자 상태에 유한개의 입자를 채워 넣을 수 있다고 알려져 있다. 이러한 통계적인 현상은 이론적으로 널리 연구되어 왔는데 실험적으로는 관측되지 않았다. 본 실험에서는 =2/5 상태인 FQHE quasi-particle의 기본 전하량 측정을 통해, anyon 입자에 의한 현상으로 사료되는 간접적인 효과를 관측하였다.
또한 나아가서 더욱 직접적인 방법을 이용하여 이러한 통계적인 성질을 측정할 수 있는 방법을 소개하고자 하며, 다른 특수한 통계적인 성질을 가지는 entangled된 전자, 초전도체에서 형성되는 cooper pair의 통계적인 성질 관측에 응용할 수 있는 방법을 소개하고자 한다.
강연자: 정윤철 교수님 (부산대 물리학과)
일시: 2004년, 11월 11일 오후 4시
장소 : 공동실험관 1호관 213 강의실
요약 (abstract):
전자의 전도현상을 입자의 통계적인 흐름으로 취급하는 고전적인 접근 방법과는 달리 양자 역학적 파동으로 취급할 수 있는 전도 상태를 Ballistic 전도라 한다. 이러한 전도 상태에서는 고전적인 전도현상을 만족하는 소자에서는 관측되지 않는 여러 가지 특이한 전도현상들이 관측되는데 이러한 전도현상의 개요를 소개하고 이에 관한 본 연구원의 최근 연구 결과와 앞으로 유망한 연구 분야에 대해 소개 하고자 한다.
먼저 전자 간섭계는 전자의 파동성을 보여주는 소자일 뿐만 아니라, 전자가 흐르는 경로 중 한곳에 양자 소자를 삽입하여 일반적인 양자 소자의 특성을 연구할 수 있는 중요한 소자이다. 하지만 기존의 전자 간섭 소자는 특성상 주입된 전류의 극히 일부분만 간섭현상을 보이는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 Mach Zehnder형 전자 간섭계의 제작 하였으며, 주입된 전류의 60% 이상이 간섭현상을 보임을 실험적으로 관측하였다.
일차원 전자계는 이차원, 삼차원 전자계와는 달리 Fermi liquid model로 전도 현상을 설명할 수 없으며, 전자의 파동성과 기하학적인 특이성 때문에 Luttinger liquid model에 의해 설명되는 특수한 전자계이다. 이러한 일차원 전자계로는 carbon nano tube, FQHE(fractional quantum hall effect)의 edge state등을 들 수 있다. 이러한 전자계에 gate를 이용하여 양자역학적인 투과 장벽을 주입하면 아주 특수한 전도 현상을 보인다. 이러한 전도 현상을 이해하기 위하여 극저온(10mK)에서 FQHE의 edge state를 이용하여 실험을 하였으며, 전형적인 Luttinger liquid의 전도특성을 관측하였다. 또한 주입된 전자의 점유도와 전자의 온도에 따른 Luttinger liquid 전도 특성에 관한 실험 결과를 보고 하고자 한다.
또한 이러한 전자계를 형성하는 quasi-particle은 Boson과 Fermion의 중간적인 형태인 anyon이라 알려져 있다. 즉 단일 양자 상태에 유한개의 입자를 채워 넣을 수 있다고 알려져 있다. 이러한 통계적인 현상은 이론적으로 널리 연구되어 왔는데 실험적으로는 관측되지 않았다. 본 실험에서는 =2/5 상태인 FQHE quasi-particle의 기본 전하량 측정을 통해, anyon 입자에 의한 현상으로 사료되는 간접적인 효과를 관측하였다.
또한 나아가서 더욱 직접적인 방법을 이용하여 이러한 통계적인 성질을 측정할 수 있는 방법을 소개하고자 하며, 다른 특수한 통계적인 성질을 가지는 entangled된 전자, 초전도체에서 형성되는 cooper pair의 통계적인 성질 관측에 응용할 수 있는 방법을 소개하고자 한다.
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