최신 논문

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.