본 연구사업에서는 통계물리학, 레이저-플라스마, 광학, 응집물질물리학을 포함한 첨단 물리학 분야에서 선정된 핵심적인 문제들을 연구하고자 한다.이를 위하여 최신의 이론적ㆍ 실험적인 방법들을 활용한다. 기초과학 연구 역량을 증진하고 연구 결과를 논문으로 발표하고, 또한 학생들의 연구 경험 축적을 도모한다.

1. 레이저-플라즈마 기반 광양자 연구 1.1. 광원 다각화 기반 다양한 에너지 영역에서의 분광, 형광 응용 연구 - 펨토초 레이저 기반 X-선 형광측정 기술 개발 - 광펌프-테라헤르츠 프로브를 이용하여 반도체 물질의 광전도 특성과 운반자 동역학 연구 1.2. 플라즈마 beat wave 전자가속 시뮬레이션 연구 - PIC(particle in cell) 시뮬레이션을 이용한 새로운 개념의 아이디어 검증 1.3. 초고속 극자외선 광원을 이용한 warm dense matter 연구 - 초고속 레이저의 고차조화파 발생을 이용한 초고속 극자외선 광원 개발 - 펨토초 레이저와 알루미늄 나노포일 시료를 이용한 온밀물질 생성 및 극자외선 흡수 분광 측정 1.4. 고에너지 이온빔을 이용한 표본의 균일한 가열 연구 - 다양한 에너지 분포를 가지는 고에너지 이온빔 기반 고체 밀도 표본 균일 가열방법 이론 연구 수행 2. 양자물질 광물성 연구 2.1. 불순물 있는 플랫 밴드 카고메 격자에서 초전도 특성 이해 - 상호작용 없는 플랫 밴드 계에서 불순물의 영향 이해 - 상호작용이 있는 플랫 밴드 계에서 기저상태의 국소화 특성 이해 - 불순물에 의한 초전도 안정성 깨짐 전이 발생 여부 파악 2.2. 디락 준금속-초전도체 양자 소자 연구 - 디락 준금속 나노선, 초전도체 접합의 최적화된 초전도 근접 효과 기반 소자 디자인 및 제작 레시피 확립 - 디락 준금속 나노리본 및 초전도체 접합 소자 제작, 저온 특성 최적화 소자 제작 레시피 확립 나노 SQUID 저온 특성 최적화 소자 제작 조건 확립, 게이트 전압 대비 변조 효과 관측 2.3. X-선 활용 Cu 표면의 Co2분해현상 실시간 관찰 연구 - X-선 광전자분광기를 통한 Cu 표면의 CO2 반응 실시간 분석 2.4. Sierpinski carpet 에서 Ising model 상전이 연구 - Sierpinski carpet을 바탕으로 세 가지 그래프 구현 - Thermodynamic phase transition 연구 - Dynamic phase transition 연구 2.5. 3D프린팅 방법으로 직접된 나노다이아몬드 양자 센싱 특성 연구 - 3D 프린팅된 나노 다이아몬드의 광학 신호 검출 - 프린팅 된 나노 다이아몬드의 NV센터를 이용한 자기장 센싱

1. 광원 다각화를 통한 다양한 에너지 영역에서의 광전소자 특성 분광 연구 - 극초단 레이저 광원, 레이저 유도 특성 X-선, 레이저 유도 제동복사 X-선, 레이저 유도 플라즈마 기반 전자 빔 특성 분석 및 최적화 2. 고에너지밀도 나노와이어 플라즈마를 이용한 X-선 광원 개발 - 나노구조물을 활용한 고휘도, 고에너지밀도 플라즈마 생성 및 X-선 방출 분광 측정 3. 펨토초 레이저 미세가공 장치 개발 - 레이저미세가공 시스템 구축 및 이송장치 개발 4. 홀로그래피를 통한 강상호작용 이해 - 홀로그래피 방법에 의한 양자 다체계의 보편적 성질 분석 5. 초전도 양자 소자 연구 - 위상절연 나노리본, 초전도체 접합 소자 제작 및 저온 특성 최적화 소자 제작 레시피 확립- 나노 SQUID 저온 특성 최적화 소자 제작 조건 확립 및 게이트 전압 대비 변조 효과 관측 6. 양자전기용량을 이용한 가스 센서 개발 - 그래핀 기반의 FET 소자에서 나타나는 양자전기용량 특성을 응용하는 분자 단위의 공해물질 검출 센서의 개발 7. 인공신경망을 이용한 양자 다체계 시뮬레이션 도구 제작 및 응용 - 제한 볼츠만 머신 파동함수 기반 변분 양자 몬테 칼로 코드 구현 - 긴거리 반강자성 상호작용이 있는 양자 스핀 모형의 상전이 연구 8. 금속산화물과 백금원자간의 밴드구조 연구 - 광전자분광기기반 백금/금속산화물 계면 전자구조분석 9. 반도체 색중심 큐비트 고신뢰도 초기화 프로토콜 개발 - 반도체 색중심 스핀 큐비트와 광자 상호작용의 동역학 연구 - 광학적 스핀 큐비트 초기화 신뢰도 99% 이상 달성 가능한 프로토콜 개발 10. 준결정에서 Blume-Capel model의 상전이 연구 - 몬테 카를 방법을 통한 Penrose tilting에서의 Blume-Capel model 모델 연구 및 Wang-Landau, Metropolis 방법을 활용한 상그림, 임계지수 확인 11. 레이저로 가속한 고에너지 이온을 이용한 고체 샘플의 가열 방법 - 레이저 가속 고에너지 양성자 빔 및 이온빔 기반 고체샘플 가열 방법 이론 연구 및 특성 분석

이번 연구에서는 다음의 세 가지 가설을 검증하고 이를 바탕으로 혁신의 확산을 효율적으로 촉진하거나 저지할 수 있는 전략을 제시할 것이다. 가설 1: 캐즘은 복잡계 네트워크의 구조에서 기인한다. 혁신의 확산과 캐즘에 대하여 기존에는 경험적으로 연구되었기 때문에 확산 단계와 캐즘의 원인을 소비자의 성향 분포라고 설명하였다. 그래서, 캐즘을 극복하기 위해서는 상품 특성과 광고 전략을 확산의 단계마다 바꾸어야 한다고 주장했다. 이 연구에서는 캐즘의 원인이 소비자의 성향 분포가 아니라 복잡계 네트워크의 구조적인 특성임을 증명하고 캐즘의 극본 전략도 복잡계 네트워크의 특성을 바탕으로 만들어져야 함을 주장할 것이다. 가설 2: 집단화(Clustering)는 조건에 따라 혁신의 확산을 촉진하거나 방해할 수 있다. 네트워크의 군집화 정도를 나타내는 Clustering이 혁신의 확산에 끼치는 영향에 대해서 여러 상반된 연구 결과가 존재한다. 이 연구에서는 Clustering이 확산 모델의 특성과 복잡계 네트워크의 구조적인 특성에 따라 혁신의 확산을 촉진하거나 방해할 수 있음을 보이고 그 조건을 연구할 것이다. 또한, 혁신의 확산을 잘 설명할 수 있는 Clustering coefficient를 찾고 새롭게 정의할 것이다. 가설 3: Group marketing으로 캐즘을 극복할 수 있다. 선행연구에서 복잡계 네트워크에서 혁신의 확산이 “Friendship-paradox effect”에 의해 억제되고 “Detour effect”에 의해 촉진된다는 것을 증명하였다. 따라서, 전자의 효과를 줄이고 후자의 효과를 극대화하는 경우 혁신의 확산이 원활해지고 캐즘은 극복될 수 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 Group marketing 방법을 제안하며, 이를 이용하여 적은 마케팅 비용으로 효과적으로 캐즘을 극복할 수 있음을 증명할 것이다. 이 연구에서는 모델 네트워크뿐만 아니라 다양한 real-world network를 대상으로 가장 효율적인 Group marketing 방법을 제시할 것이다.