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최신 논문

Article: 전자-마그논(Magnon) 산란으로 인한 에피택셜(Epitaxial) Cr/Fe 이중층의 단방향 스핀(Spin) 홀(Hall) 자기저항

Unidirectional spin Hall magnetoresistance in epitaxial Cr/Fe bilayer from electron-magnon scattering

doi: 10.1038/s42005-021-00743-9

USMR (Unidirectional spin Hall magnetoresistance)은 강자성/일반 금속 이중층의 방향 의존적 특성으로, 이에 대한 기본 메커니즘은 여전히 논쟁 중이다. 본 연구에서 저자들은 전자-마그논(Magnon) 산란이 중요한 역할을 한다는 것이 확인된 에피택셜(Epitaxial) Cr/Fe 이중층에서 USMR의 결정학적 의존성을 조사하였다.

Article: 스핀-오비탈 토크 스위칭을 위한 오비탈 홀 전류의 스핀 전류로의 효율적 변환

Efficient conversion of orbital Hall current to spin current for spin-orbit torque switching

doi: 10.1038/s42005-021-00737-7

자기화(Magnetization)의 조절은 스핀트로닉스(Spintronics)에서 매우 중요하다. 저자들은 전기장이 오비탈 모멘트(Orbital moment)의 가로 방향 흐름을 유발(오비탈 홀 효과: Orbital Hall effect)한다는 것을 보여주었다. 이는 효율적인 자기화 제어를 가능하게 하여 빠르고 소형화된 메모리 및 센서를 가능하게 한다.

Article: 고해상도 간섭법을 이용한 플라즈마-웨이크필드(Wakefield) 가속기에서 저강도 빔의 크기 모니터링

Monitoring the size of low-intensity beams at plasma-wakefield accelerators using high-resolution interferometry

doi: 10.1038/s42005-021-00717-x

고해상도 간섭법을 이용한 플라즈마-웨이크필드(Wakefield) 가속기에서 저강도 빔의 크기 모니터링.

Article: 단열 다중 모드 서브마이크론(Submicron) 테이퍼 광섬유(Tapered optical fiber)에서 효율적인 고조파 생성

Efficient harmonic generation in an adiabatic multimode submicron tapered optical fiber

doi: 10.1038/s42005-021-00677-2

저손실 다중 모드 광학 나노섬유는 비선형 광-물질(Light-matter) 상호작용을 연구하고 기술적으로 활용하기 위한 플랫폼을 제공할 수 있다. 본 연구에서는 서브마이크론(Submicron) 실리카 섬유에서 다중 모드의 단열 전송과 고효율 기본-기본 3차 고조파 생성을 시연하였다.

Article: 위상 반금속(Topological semimetal)의 초고속 전자 역학에서 거대 질량 강화 관찰

Observation of a giant mass enhancement in the ultrafast electron dynamics of a topological semimetal

doi: 10.1038/s42005-021-00657-6

스핀 편광 토폴로지 표면 상태와 벌크(Bulk) 간의 커플링(Coupling)을 이해하면 초고속 스핀 역학에 대한 통찰력을 얻을 수 있다. 본 연구에서, 이 커플링은 Sb(111) 표면 전자 구조의 큰 질량 강화를 동반하여 비정상적인 역학을 유도하는 것으로 나타났다.

Article: 그래핀(Graphene) 장치에서 전체 스트레인(Strain)-유도 스칼라 전위(Scalar potential)

Global strain-induced scalar potential in graphene devices

doi: 10.1038/s42005-021-00651-y

물질의 전기적 및 광학적 특성은 이들의 결정 구조에 따라 크게 좌우된다. 본 연구에서 저자들은 스트레인(Strain)이 있는 단층 그래핀(Graphene)의 격자를 기계적으로 변형시키고, 그래핀 일함수(Work function)를 변경하는 스칼라 전위(Scalar potential)의 생성을 전기적으로 검출하는 기술에 대하여 발표하였다.

Article: 전자기적으로 유도된 투명성을 기반으로 한 약하게 상호작용하는 Rydberg 폴라리톤(Polariton)의 다체 시스템(Many-body system)

A weakly-interacting many-body system of Rydberg polaritons based on electromagnetically induced transparency

doi: 10.1038/s42005-021-00604-5

Rydberg 상태의 원자들은 중요한 쌍극자-쌍극자 상호작용을 특징으로 하므로, 양자 정보 분야에서 매우 유용하게 응용된다. 저자들은 폴라리톤의 Bose–Einstein 응축을 실현하는 방법으로 약하게 상호작용하는 Rydberg 원자들의 높은 광학 깊이 전자기적 유도 투명성 매체에 대한 실험 결과를 보여주었다.

Article: 위그너의 친구(Wigner’s friend)의 사고(Perception)의 지속적 현실성에 대한 No-go 정리(Theorem)

A no-go theorem for the persistent reality of Wigner’s friend’s perception

doi: 10.1038/s42005-021-00589-1

위그너의 친구(Wigner’s friend)는 양자 이론에 대한 우리의 이해에 도전하는 이론적 양자 물리학의 사고 실험(Thought experiment)이다. 저자들은 이러한 사고 실험에서 확률 구조를 제한하는 No-go 정리를 제시하고 양자 역학의 다양한 해석에 따라 3가지 가설의 타당성을 분석하였다.

Article: 부동태(Passivity)와 상호성(Reciprocity)의 경계를 넘어선 음향(Acoustic) Willis 메타 원자(Meta-atom)

Acoustic Willis meta-atom beyond the bounds of passivity and reciprocity

doi: 10.1038/s42005-021-00584-6

메타물질(Metamaterials)은 음향 은폐(Acoustic cloaking)와 같은 다양한 응용 분야에서 음향 시스템의 특이적인 파동 특성을 제어하도록 설계되었다. 본 연구에서 저자들은 부동태(Passivity)와 상호성(Reciprocity)의 경계를 넘어 분리된 극성(Polarizabilities)을 실현할 수 있는 활성 음향 Willis 메타물질을 설계하였다.

Article: 인간 뇌 온도의 개별 예측 및 비침습적 이미징

Personalized predictions and non-invasive imaging of human brain temperature

doi: 10.1038/s42005-021-00571-x

단순화되지 않은 해부학과 혈관계를 통합하는 뇌 온도 조절을 위한 모델을 공식화하는 과정이 진행되었지만, 각 개인 간의 이질성(Heterogeneity)을 설명하는 것은 여전히 어려운 일이다. 본 연구에서 저자들은 개별 피험자의 자기 공명 유래 조직 및 혈관 구조에서 시작하여 자기 공명 온도계와 일치하는 국소 뇌 온도의 개별 패턴을 예측하는 완전히 보존된 생물 물리학적 모델을 제안하였다.

Article: 위상차에서 탭핑 모드(Tapping-mode) 원자력 현미경의 해석을 위한 분산 경로(Dissipative pathway)의 디콘볼루션(Deconvolution)

Deconvolution of dissipative pathways for the interpretation of tapping-mode atomic force microscopy from phase-contrast

doi: 10.1038/s42005-021-00576-6

탭핑 모드(Tapping-mode) 원자력 현미경의 위상차는 변동을 무시하는 균질 분포(Homogeneous distribution)를 이용하여 해석되어왔다. 본 연구에서는 이 가설의 타당성에 이의를 제기하여, 팁에 의해 유도된(Tip-induced)) 이질성(Heterogeneous)의 관여 정도를 보여주었다.

Article: 다중-Q 반강자성체(Antiferromagnet)에서 스핀-텍스처(Spin-texture) 유도 전자 수송

Spin-texture-driven electrical transport in multi-Q antiferromagnets

doi: 10.1038/s42005-021-00558-8

양자 물질의 자기적, 전자적, 구조적 특성은 본질적으로 연결되어 있다. 세륨(Cerium) 기반 물질과 같은 f-전자 시스템에서 이러한 상호작용은 매우 복잡할 수 있다. 본 연구에서 저자들은 적용된 자기장의 함수로서 자기 스핀 텍스처(Magnetic spin texture)의 변화로 발생하는 전도도(Conductance)의 변화를 해결하기 위해 Kondo 격자 모델을 이용하여 반강자성(Antiferromagnet) CeAuSb2를 조사하였다.

Article: 초저온 원자에서 코히어런트(Coherent) 양자 역학의 비파괴 마이크로파 감지

Nondestructive microwave detection of a coherent quantum dynamics in cold atoms

doi: 10.1038/s42005-021-00541-3

광학적으로 다루기 어려운 원자 검출 시스템으로 인해 계량학(Metrology) 및 정확한 계측(Instrumentation) 응용 분야에 초저온 원자 간섭계를 이용하는 것은 매우 어렵다. 저자들은 복잡한 광학 시스템과 실험 설정의 필요성을 극복하는 초저온 원자의 양자 상태에 대한 비파괴 마이크로파 검출 방법을 제시하여 양자 및 관성 감지(Inertial sensing)를 위한 휴대 가능한 솔루션을 확립하였다.

Article: 다체 국소 시스템(Many-doby localized systems) 열화(Thermalizing)를 위한 자원 한정

Bounding the resources for thermalizing many-body localized systems

doi: 10.1038/s42005-020-00503-1

다체 국소화(Many-body localization) 단계의 열화(Thermalization)는 양자 시스템의 열화에 대한 이해와 관련된 많은 해결되지 못한 질문들을 제기한다. 본 연구에서 저자들은 양자 정보 접근법을 이용하여 외부 시스템과 결합된 양자 다체 시스템의 열화 메커니즘을 조사할 수 있음을 보여주었다.

Article: 전단농화 현탁액(Shear-thickening suspension)에서 관성이 없는 표면파(Surface-wave)의 불안정성

Surface-wave instability without inertia in shear-thickening suspensions

doi: 10.1038/s42005-020-00500-4

미시적(Microscopic) 규모의 상호작용이 거시적(Macroscopic) 규모의 복잡한 유체에서 나타나는 유동 특성에 미치는 영향은 연성 물질(Soft matter) 물리학의 주요 문제 중 하나이다. 이 연구에서는 유동이 없는 표면과 전단농화 현탁액(Shear-thickening suspension)의 비단조적 유변학적 법칙(Non-monotonic rheological law)의 결합으로 인해 발생하는 불안정성인 'Oobleck waves'에 대한 이론적 설명과 실험적 증거를 보여주었다.

Article: 양자점(Quantum dot)에서 엑시톤(Exiton) Dephasing 및 Rephasing의 광학 동결에 의한 정확한 광자 에코 타이밍Photon echo timing)

Accurate photon echo timing by optical freezing of exciton dephasing and rephasing in quantum dots

doi: 10.1038/s42005-020-00491-2

반도체 나노 구조에서 엑시톤(Exiton)의 초고속 광학 조작은 응축 물질(Condensed matter)의 양자 현상에 대한 실질적인 접근을 가능하게 해준다. 저자들은 정보 통신 기술을 위한 양자 메모리 탐색에서 유망한 경로를 가능하게 하는 공진 광학 펄스(Resonant optical pulses)를 적용하여 양자점(Quantum dot)의 큰 앙상블(Ensemble)에서 엑시톤 Dephasing을 제어하는 새로운 방식을 보여주었다.

Article: 그래핀(Graphene) 및 MoS2 이종 구조(Heterostructure)를 이용한 쿨롱 드래그 트랜지스터(Coulomb drag transistor)

Coulomb drag transistor using a graphene and MoS2 heterostructure

doi: 10.1038/s42005-020-00461-8

쿨롱 드래그 효과(Coulomb drag effect)는 절연층으로 분리된 두 전도 채널의 전하 캐리어(Charge carrier) 간의 장거리 전자 상호작용을 말한다. 본 연구에서 저자들은 에너지 장벽과 쿨롱 드래그 효과를 이용하여 작동하고 실온에서 높은 캐리어 이동성과 온/오프 전류비(On/off current ratio)를 나타내는 그래핀(Graphene)/MoS2 이종 구조(Heterostructure)를 발표하였다.

Article: 불안정성을 통한 양방향 모드 잠금(Mode-locked) 광섬유 레이저의 펄스 발생 다이나믹

Pulse-onset dynamics in a bidirectional mode-locked fibre laser via instabilities

doi: 10.1038/s42005-020-00465-4

광범위한 과학적 관련성이 있는 노이즈가 있는 비선형 시스템(Nonlinear system)의 새로운 코히어런스(Coherence)를 광학 아날로그(Optical analogue)에서 실시간으로 조사할 수 있다. 본 연구에서 역 전파 코히어런트 펄스(Counter-propagating coherent pulses)의 복잡한 다이나믹을 조사하여 채널과 배경 방사선(Background radiation) 사이에서 에너지가 어떻게 교환되는지를 보여주었다.

Article: 항복응력 겔(Yield-stress gel)에서 사전 제작된 조직 스페로이드(Spheroid)의 Aspiration-assisted freeform 바이오프린팅

Aspiration-assisted freeform bioprinting of pre-fabricated tissue spheroids in a yield-stress gel

doi: 10.1038/s42005-020-00449-4

바이오프린팅을 하는 동안 3D에서 스페로이드(Spheroid)의 위치를 제어하는 것은 생물학적 조직과 기관의 Scaffold-free 제조를 방해하는 주요 문제점 중 하나이다. 본 연구에서 저자들은 스페로이드의 최첨단 Aspiration-assisted freeform 바이오프린팅과 자기 회복 항복응력 겔(Self-healing yield-stress gel)을 결합하여 정확한 위치 지정과 3D 복합체 구조의 자가 조립을 수행하였다.

Article: 기기적 인과 구조를 가진 실험 장치 독립적 인증 무작위 생성

Experimental device-independent certified randomness generation with an instrumental causal structure

doi: 10.1038/s42005-020-0375-6

난수 생성(Random number generation)은 과학 연구에서 암호학에 이르기까지 여러 분야에 걸친 응용 프로그램을 가지고 있으며, 양자 물리학의 본질적인 무작위 특성을 통해 진정한 무작위 시퀀스를 얻을 수 있다. 저자들은 장치 독립적인 난수 생성기 프로토콜의 원리 증명(Proof-of principle)을 구현하였다. 이 프로토콜의 효과는 양자 기기적 상관 관계(Quantum instrumental correlations)에 의해 인증되며 모든 양자 적대적 공격(Adversarial attack)에 대한 프라이버시를 보장한다.

Article: 특이점(Exceptional point) 근처에서 표준 단열성의 시간-비대칭 파괴(Time-asymmetric breakdown)의 직접 관찰

Direct observation of time-asymmetric breakdown of the standard adiabaticity around an exceptional point

doi: 10.1038/s42005-020-00409-y

지금까지 특이점(Exceptional point singularity) 근처에서의 카이랄 토폴로지 작동(Chiral topological operations)은 시스템의 처음과 마지막 상태에서만 실험적으로 관찰할 수 있었다. 본 연구에서 저자들은 모든 특이점 작동 동안 전체 시간 분해 진화(Time-resolved evolution)에 접근할 수 있는 실험 설정을 제안하였다.

Article: 알 수 없는 양자 상태(Quantum state)의 시간 역전(Time-reversal)

Time-reversal of an unknown quantum state

doi: 10.1038/s42005-020-00396-0

시간의 비대칭성을 나타내는 시간 화살표(Arrow of time)의 개념은 본질적으로 열역학 제2법칙과 엔트로피 증가와 관련이 있다. 저자들은 엔트로피 증가를 유발시킬 것으로 예상되는 열역학 수조(Thermodynamic bath)가 어떻게 알 수 없는 양자 상태의 시간 역전(Time reversal)에서 중요한 역할을 하는지를 보여줌으로써 임의의 시스템의 시간 변화(Temporal evolution)를 거슬러가는 보편적인 알고리즘을 확립하였다.

Article: 가시광선과 UV (Ultraviolet) 스펙트럼에서 투명 전도체로써의 SrNbO3

SrNbO3 as a transparent conductor in the visible and ultraviolet spectra

doi: 10.1038/s42005-020-0372-9

높은 전기 전도도(Electrical conductance)를 갖는 OTEs (Optically transparent electrodes)는 광전자 공학(Optoelectronics)에서 필수적이나 현재 기술로는 UV (Ultraviolet) 영역에서의 성능이 좋지 않다. 본 연구에서 SrNbO3는 UV 범위에서 높은 성능 지수(Figure of merit)를 가지고 있어 대안 물질로 제안되었다.

Article: 미세 물질파(Macroscopic matter wave) 양자 터널링(Quantum tunnelling)

Macroscopic matter wave quantum tunnelling

doi: 10.1038/s42005-020-0371-x

비평형 프로세스(Non-equilibrium process)로써의 양자 터널링(Quantum tunnelling)은 여러 미세 시스템을 통해 양자 물리학에서 문제가 된다는 것이 확인되어 왔다. 저자들은 Attosecond ionization 실험과 터널링 타임(Tunnelling time)의 퍼즐에 의해 광학 쌍극자 트랩(Optical dipole trap)이 없는 보스-아인슈타인 응축(Bose–Einstein Condensate)의 양자 터널링에 대한 결과를 발표하였다.

Article: 거대한 광대역 비선형성을 위한 광자 메타 물질의 생체 역학 원리 모방

Mimicking bio-mechanical principles in photonic metamaterials for giant broadband nonlinearity

doi: 10.1038/s42005-020-0352-0

뼈와 같은 생물학적 물질은 특정 구조로 인해 향상된 기계적 성질을 나타내므로 새로운 생체 모방 물질에 대한 영감을 줄 수 있다. 본 논문에서 거대한 광학적 비선형성을 나타내는 광대역 메타 물질이 제안되었으며, 그 속성은 기계적으로 개선된 생체 물질과 매우 유사한 특성을 지니고 있다.

Article: Co/Pt 다층(Multilayer)에서의 교환 강성(Exchange stiffness)의 초고속 역학

Ultrafast dynamics of exchange stiffness in Co/Pt multilayer

doi: 10.1038/s42005-020-0346-y

교환 강성 계수(Exchange stiffness coefficient)는 강자성 시스템의 인접 스핀 사이의 상호작용을 말하며, 초고속 시간 스케일에서 이러한 상호작용을 분석하는 것은 자기소거(Demagnetisation) 및 재자기화(Remagnetisation) 메커니즘에 대한 정보를 표시 할 수 있다. 저자는 강자성 다층(Multilayer) 시스템의 교환 강성 계수의 초고속 역학을 조사하고 일반화된 3개의 온도 모델을 사용하여 데이터를 모델링하였다.

Article: Glass-box 물리 법칙 학습자를 위한 framework와 나노 스케일 현상에의 적용

A framework for glass-box physics rule learner and its application to nano-scale phenomena

doi: 10.1038/s42005-020-0339-x

기계 학습(Machine learning )을 이용하여 복잡한 현상을 해석하고 알 수 없는 물리적 규칙을 밝히는 것은 활발한 연구되고 있다. 본 논문에서 저자들은 기본 물리, 복잡한 정보 색인 및 투명한 유연한 링크 기능을 결합하여 나노 스케일 접촉 대전(Contact electrification)의 기본 물리적 프로세스의 수학적 표현을 식별하는 방법을 다루고 있다.

Article: 응축 물질의 새로운 견해

Condensed matter in a new light

doi: 10.1038/s42005-020-0332-4

이탈리아 토스카나의 Serene hills에서 2월에 개최된 Cooperative Systems의 초고속 현상을 주제로 한 Gordon Research Conference (GRC)에서는 약 140명의 참석자가 참여하였으며, 광유도 응축 물질 단계 이해에 대한 최신의 지견을 논의하였다

Article: 1-Fe Brillouin zone의 Y-포켓 부재 및 FeSe의 가역 오비탈 점유 불균형

Absence of Y-pocket in 1-Fe Brillouin zone and reversed orbital occupation imbalance in FeSe

doi: 10.1038/s42005-020-0319-1

쌍정(Twinning)은 두 개의 동일한 결정이 붙어있는 현상을 말하며, 물리적 및 구조적 관점에서 이들의 본질적인 특성을 분석하기 어렵게 만들 수 있다. 저자들은 서로 붙어있는 FeSe 결정들을 떼어내기 위해서 피에조 스택(Piezo stack)을 사용하였고, FeSe에서 네마틱 상(Nematic phase)의 기원을 더욱 명확하게 하기 위해 광전자와 X-선 흡수 분광법을 사용하여 대역 분배(Band disperisons)를 조사하였다.

Article: 일정한 부피로 제한되는 물의 냉각

Freezing water at constant volume and under confinement

doi: 10.1038/s42005-020-0303-9

물은 냉각되면 부피가 팽창한다. 그럼 변형할 수 없는 일정한 부피의 용기에서 온도가 0°C 아래로 떨어지면, 어떻게 될까? 저자들은 고전적인 열역학 및 동역학을 이용하여 등체적 챔버(Isochoric chamber)에서 동결 현상을 유도하여, 얼음 형성의 제한 효과의 기원을 연구하기 위한 프레임 워크를 개발하였다.

Article: 신경 네트워크 개발에서 2 차 임계선의 지문

Fingerprints of a second order critical line in developing neural networks

doi: 10.1038/s42005-019-0276-8

뇌 기능을 이해하는 데 있어 아직까지 미결 문제로 남아있는 것은 신경세포 눈사태(Neural avalanches)에서 확인된 다른 임계 체제(Critical regime)이다. 저자들은 실제 생물학적 원리에 기초한 미세 전극 어레이(Micro-electrode array) 기록과 역학적 신경망 모델을 사용함으로써, 다른 계산 능력을 가진 다른 임계 체제들 사이의 전환이 체외(In vitro) 신경세포의 초기 발달 단계에서 발생할 수 있음을 보여주었다.

Article: 하이젠베르크 묘사의 Simple man model

Simple man model in the Heisenberg picture

doi: 10.1038/s42005-019-0279-5

강한 레이저 장과 수소 원자의 상호 작용을 설명하려면 계산이 어려운 제1원리 계산법(Ab initio calculations)을 풀어야 한다. 본 연구에서 저자들은 자기 상관 함수(The autocorrelation functions)를 간단하게 계산할 수 있는 Simple Man Model의 양자 버전을 도입하여 하이젠베르크 방정식을 풀었다.

Article: 벡터 영역에서의 광 조작을 위한 메타표면 동심원 회절판

Metasurface zone plate for light manipulation in vectorial regime

doi: 10.1038/s42005-019-0258-x

프레넬 동심원 회절판(Fresnel zone plates)는 광의 진폭, 위상 및 편광을 조작할 수 있지만, 기존의 디자인은 각 기능마다 다른 물질을 필요로 한다. 이 연구에서는 단일 물질로부터 효율적이고 다기능적인 제어가 가능한 보조 파장 안테나 어레이(Subwavelength antenna arrays)로 구성된 메타표면 동심원 회절판을 보여주고 있다.

Article: 폴라리톤 스핀 수송의 자기 제어

Magnetic control of polariton spin transport

doi: 10.1038/s42005-019-0261-2

폴라리톤(Polaritons)은 반도체 광학 장치의 구성요소 중 하나이며, 이 현상의 잠재적인 영향을 탐색하기 위해서는 폴라리톤의 고유한 스핀 유사 특성을 제어해야 한다. 이 연구에서 저자들은 미세공동(Microcavity)에서 폴라리톤 스핀의 수송을 자기적으로 제어하고 플라리톤 슈도스핀(Polariton pseudospin)의 측면에서의 편광 역학에 대하여 설명하였다.

Article: 준 연속파 배경의 광음향 변조를 통한 모드 잠금 레이저의 다중 펄스 다이나믹 조정

Tailoring of multi-pulse dynamics in mode-locked laser via optoacoustic manipulation of quasi-continuous-wave background

doi: 10.1038/s42005-019-0244-3

공진기 펄스(Cavity pulses)와 준 연속파 배경(Quasi-continuous-wave background) 간의 상호작용으로 인해 발생하는 비평형 다중 펄스 상태(Non-equilibrium multi-pulse states)에 접근하는 것은 배경의 무작위적 특성에 의해 저해되어 왔다. 이 연구에서는 노이즈와 같은 배경에 대해 잘 정의된 광음향 변조는 시간 영역에서 다발 펄스(Bunched pulses)와 Soliton rains의 위치를 제어할 수 있음을 입증하였다.

Article: 광섬유의 벡터 분산 충격파

Vectorial dispersive shock waves in optical fibers

doi: 10.1038/s42005-019-0241-6

유체 역학에서 사회 경제학에 이르기까지 다양한 비점성 시스템(Non-viscous systems)에서 분산 충격파가 발생한다. 본 연구에서 저자들은 직교 편광을 이용하여 벡터 분산 충격파를 입증하여 이러한 보편적인 비선형 현상에 대한 시험장(Testing ground)을 밝혀냈다.

Article: OLED에 대한 항생제 처리 효과

The effect of introducing antibiotics into organic light-emitting diodes

doi: 10.1038/s42005-019-0228-3

실리콘을 기반으로 한 반도체로부터 새로운 소재로 전환하려는 전자 산업계의 요구는 유기물을 이용한 장치를 사용하는 것으로 엄청난 발전을 이뤄왔었다. 저자들은 일반적으로 잘 알려져 있는 항생제인 암피실린을 추가함으로써, OLED(organic light-emitting diodes)의 최대 외부 양자 효율을 약 35% 정도 더 개선할 수 있는 방법을 개발한 연구 결과를 발표하였다.

Article: 임의 분산 조절을 통한 파장 분리 기하학적 메타표면

Wavelength-decoupled geometric metasurfaces by arbitrary dispersion control

doi: 10.1038/s42005-019-0232-7

기존의 다중색 메타홀로그램은 각 유닛 구조의 단일 위상 반응에 따른 본질적인 낮은 해상도 및 더 이상 낮출 수 없는 노이즈가 문제가 되고 있다. 이번 연구에서는 파장 분리 다중색 메타홀로그램(wavelength-decoupled multicolour metahologram)이 단일 나노구조 유닛 내에서 듀얼 위상 반응(dual phase response)을 통해 기존 문제를 극복할 수 있다는 것을 입증한 결과를 발표하였다.

Article: 단일층 MoS2와 분자 도핑물질 간 핵심 기질 의존성 전하 전달 메커니즘 시연

Demonstration of the key substrate-dependent charge transfer mechanisms between monolayer MoS2 and molecular dopants

doi: 10.1038/s42005-019-0212-y

전자 수용체 또는 공여체에 의한 2D 반도체 도핑은 전자 장치의 특징을 최적화하는 방법으로 제시되어 왔다. 이번 연구 결과에서 저자들은 기질에 따른 서로 상이한 전하 전달 메커니즘 및 도핑 효율이 다른 것을 확인하였다.

Article: 나노구조 무정형 합금에서의 중간-단계 오더 엔지니어링 및 다형성

Engineering medium-range order and polyamorphism in a nanostructured amorphous alloy

doi: 10.1038/s42005-019-0222-9

비-정질, 무형정 물질은 로컬 오더링(local ordering)의 특징을 가지는 것으로 알려져 있다. 저자들은 펄스화 일렉트로디포지션에 의해서 준비된 새로운 물질이 액체와 고체 유사 무정형 상태가 동시에 존재하며, 이를 통해서 강화된 열 안정성 및 유연성을 가진다는 것을 보여줬다.

Article: 충돌 레이저 펄스를 이용한 강화 타깃 노멀 시스 가속화

Enhanced target normal sheath acceleration using colliding laser pulses

doi: 10.1038/s42005-019-0140-x

양자는 고체 타깃과 상호작용하는 초-집중 레이저 펄스에 의해서 10MeV의 에너지로 가속화될 수 있는데, 이러한 메커니즘은 타깃 노멀 시스 가속화(Target Normal Sheath Acceleration)으로 알려져 있다. 저자들은 레이저 펄스를 동일한 에너지 및 정반대 범위 앵글을 가진 두 파트로 나눔으로써 강력한 광자 강화 가속화 및 개수를 확보할 수 있었다.

Article: 하향 육상 감마선 백열(glow) 이전의 감마선 섬광(flash)

Gamma-ray glow preceding downward terrestrial gamma-ray flash

doi: 10.1038/s42005-019-0168-y

폭풍우는 두 종류의 고에너지 방출, 즉 육상 감마선 섬광과 감마선 백열을 가지고 있는 것으로 알려져 있지만, 이를 관측하기 어렵기 때문에 이들 간의 상관 관계에 대해서는 명확히 밝혀진 바가 없었다. 이번 연구 논문에서 저자들은 감마선 백열과 하향 육상 감마선 섬광을 관측한 결과를 발표하였으며, 이들 두 현상의 기원이 연관되어 있다는 사실을 제안하였다.

Article: 스프링-질량 아날로그를 포함하는 표준 자기회전 불안정성 메커니즘에 대한 실험적 증명

Experimental confirmation of the standard magnetorotational instability mechanism with a spring-mass analogue

doi: 10.1038/s42005-018-0103-7

자기회전 불안정성(Magnetorotational Instability, MRI)은 천체물리학적 물체에서 빠른 강착을 일으키게 만드는 각 운동량 전이에 대한 메커니즘으로 오랫동안 추정되어 왔지만, 지금까지 수직 자기장을 가지는 표준 형태를 실험적으로 증명할 수 없었다. 저자들은 자기장을 모방하기 위해서 물을 작동 유체(working fluid) 및 스프링으로 사용하여 표준 자기 불안정성의 스피링-질량 아날로그를 실험적으로 입증하였다.

Article: 다이아몬드 내 탄소 스핀으로 양자 극성화를 전달하는 양자 텔레포테이션-기반 상태

Quantum teleportation-based state transfer of photon polarization into a carbon spin in diamond

doi: 10.1038/s42005-019-0158-0

양자 정보의 안정적인 전송은 양자 커뮤니케이션 및 정보 저장과 같은 양자 기술을 개발하는데 중요하다. 저자들은 광자 극성화의 신뢰할 수 있는 양자 상태를 획득하기 위해서 질소 결여 센터(nitrogen vacancy center)로 결합된 탄소 핵 스핀을 이용하였다.

Article: 절연 시 스핀 홀 자기저항성 프로브에 의해 확인된 강자성체 비등방성 및 자기 위상 전이

Anisotropies and magnetic phase transitions in insulating antiferromagnets determined by a Spin-Hall magnetoresistance probe

doi: 10.1038/s42005-019-0150-8

강자성체는 차세대 일렉트로닉 디바이스의 핵심 부품으로 생각되고 있지만, 이들의 자기적 상호작용은 접근하기 매우 힘든 것으로 알려져 있다. 최근 저자들은 단순 분석 모델을 이용하여 표면 민감성 스핀-홀 자기저항성이 표준 강자성 적철광(antiferromagnet hematite, α-Fe2O3)의 내부 비등방성을 성공적으로 확인할 수 있었다.

Article: 방위각적 무질서화된 전이-금속 디칼코게나이드 모노레이어의 일렉트로닉 밴드 분산 확인

Electronic band dispersion determination in azimuthally disordered transition-metal dichalcogenide monolayers

doi: 10.1038/s42005-019-0166-0

복합결정성 물질의 복잡한 특성은 이들의 일렉토로닉 밴드 구조가 단일 결정 유사 물질 대비 분석하기 훨씬 어렵다는 것을 의미한다. 저자들은 각-해상도 광자방출 분광광도계(angle-resolved photoemission spectroscopy)를 이용하여 방위각적 무질서화 전이 금속 디칼코게나이드 다결정체 모노레이어에 대한 밴드 분산을 밝힌 연구 결과를 발표하였다.

Article: 기존 방식에서 양자로의 복잡한 네트워크 전환

Complex networks from classical to quantum

doi: 10.1038/s42005-019-0152-6

양자 커뮤니케이션과 컴퓨터 계산은 데이터 인텐시브 도메인이 되었는데, 이는 양자 시스템에 대한 전형적인 네트워크 묘사가 양자 도메인에 대한 복잡한 네트워크 방식을 일반화 하기에 충분하지 않아 보이게 되었다. 저자들은 궁극적으로 양자 효과를 기반으로 한 네트워크 이론 창조를 드라이브 할 수 있는 이러한 페러다임 변화에 대한 최근 발전 상을 리뷰 하였다.

Article: 플라즈마 폴러머화 나노 입자의 자가 조립 및 수집을 조절하는 기질 기하학

Substrate geometry modulates self-assembly and collection of plasma polymerized nanoparticles

doi: 10.1038/s42005-019-0153-5

나노입자 캐리어는 약물의 타깃 전달 및 다른 의학용도로의 사용이 증가하고 있으며, 단일 나노캐리어에 대해서 다양한 기능이 요구되고 있다. 저자들은 전형적인 2차원 기하학에서 샘플 생산성과 기질과의 융합을 억제하는 웰(well) 유사 디자인으로 기질 디자인 변형시킴으로써 플라즈마에 의한 나노입자의 폴리머화와 응집을 최소화하고 수집을 증대시키는 방법에 대해서 발표하였다.

Article: 한정된 나노와이어 내에서 키랄에 의해 유도된 반-강자성 스핀 스위칭

Chiral-induced switching of antiferromagnet spins in a confined nanowire

doi: 10.1038/s42005-019-0143-7

메모리에 적용하기 위한 에너지 효율적인 자화 조절은 스핀트로닉스 분야에서 매우 도전적인 문제이다. 저자들은 외부 전기장을 이용하여 1차원적인 반-강자성 스위칭의 가능성을 이론적으로 조사하였다.

Article: 측정이 불가능한 터널 끝에서의 시간

No time at the end of the tunnel

doi: 10.1038/s42005-018-0049-9

분자 양자 메카닉스의 가장 오래된 문제 중에 하나는 입자가 터널로 들어가는 정확한 시간에 대한 것이었다. 이번 연구 논문은 터널링 타임 문제를 다루고 있으며, 장애물에서 보내는 기간에 대한 정확한 측정이 터널이 된 웨이브 패킷을 생성하는 간섭을 파괴하지 않고는 불가능하다는 것을 보여주고 있다.

Article: 터널링 및 스핀 홀 전류로부터 유래한 결합된 스핀 인젝션에 의해 구동되는 스핀 토크 나노-오실레이터

Spin torque nano-oscillator driven by combined spin injection from tunneling and spin Hall current

doi: 10.1038/s42005-019-0119-7

스핀 토크 나노-오실레이터는 다양한 장비에 활용할 수 있는 중요한 후보 중에 하나이다. 저자들은 두 가지 흥미로운 방법, 즉 스핀-극성화 터널링 전류 및 퓨어 스핀 홀 전류를 결합하여, 각각의 메커니즘에 의한 것보다 훨씬 높은 스핀 전류 밀도와 파워 출력을 얻을 수 있었다.

Article: 자기적 절연체 내에서의 라시바-드레셀하우스 효과 디자인

Designing Rashba–Dresselhaus effect in magnetic insulators

doi: 10.1038/s42005-019-0128-6

반-강자성 물질은 제로 넷 자기 모먼트(zero net magnetic moment) 때문에 스핀트로닉 장치로는 적절하지 않은 것으로 생각되고 있지만, 최근 연구를 통해서 이들이 강자성체 카운터 파트로써 매우 유용하다는 사실들이 밝혀지고 있다. 저자들은 반-강자성 시스템 모델링을 통해서, 스핀 텍스처를 조절할 수 있었고, 전도 축 파괴 및 자기장 적용을 통해 검출할 수 있다는 것을 입증하였다.

Article: 주파수 빗 단일 광자 간섭계

Frequency comb single-photon interferometry

doi: 10.1038/s42005-018-0051-2

광학적 주파수 빗(Optical frequency combs)은 서로 다른 주파수 웨이브를 구분하기 위해서 물리학에서 사용되는 중요한 기술이다. 저자들은 주파수 빗 특성을 가진 단일 광자의 양자 결맞음이 얽힌 광자 쌍의 패스 정보를 삭제함으로써 유도될 수 있다는 것을 실험적 및 이론적으로 증명하였다.

Article: 기능적 유도체로써의 순간적인 이온화율

Instantaneous ionization rate as a functional derivative

doi: 10.1038/s42005-018-0085-5

최근에 이온화 물리학, 특히 터널링 시간(tunneling time)에 대해 실험적 및 이론적인 관심이 있어왔다. 저자들은 이번 연구에서 전체 이온화 가능성의 기능적 유도체로써의 순간적인 이온화율에 대한 게이지 불변 정의(gauge invariant definition)를 이끌어 내었다.

Communications Physics