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장지훈 연구실
국민대학교 나노전자물리학과
장지훈 교수
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장지훈 연구실

국민대학교 나노전자물리학과 장지훈 교수

장지훈 연구실은 고체물리학을 기반으로 저차원 자성체, 분자자성체, 좌절 자기계 및 양자 스핀 액체 후보 물질의 자기 상관과 스핀 동역학을 연구하며, 핵자기공명(NMR), 뮤온 스핀 완화, 자화 및 자기감수율 측정, ESR과 펄스 자석 시스템 등을 활용해 복잡한 자기 상전이와 국소 자기현상을 정밀 규명하는 실험 중심의 응집물질물리 연구를 수행하고 있다.

대표 연구 분야
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고체물리와 저차원 자성체의 스핀 상관 연구
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
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green
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인용수 0
·
2025
Lithium ion dynamics in synthetic quartz studied via the NMR of implanted <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mrow/><mml:mn>8</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Li</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:math>
W. Andrew MacFarlane, Ryan M. L. McFadden, Signy L. Spencer, Aris Chatzichristos, John O. Ticknor, David Cortie, Martin H. Dehn, S. R. Dunsiger, Derek Fujimoto, Z. H. Jang, Victoria L. Karner, R. F. Kiefl, G. D. Morris, Monika Stachura
IF 3.7
Physical review. B./Physical review. B
We report $β$-detected nuclear magnetic resonance ($β$-NMR) measurements of implanted $^{8}$Li$^{+}$ in a synthetic single crystal of $α$-SiO$_2$ (quartz). At 6.55 Tesla, the spectrum is comprised of a large amplitude broad resonance and a quadrupolar multiplet that is only revealed by an RF comb excitation. The quadrupole splitting is surprisingly small, increases with temperature, and provides information on the implantation site. Supercell density functional theory calculations show that the small EFG is consistent with an in-channel interstitial site (Wyckoff 3$a$). The spin-lattice relaxation is unexpectedly fast and strongly temperature dependent with a diffusive peak above 200 K and a second more prominent relaxation peak at lower temperature. Analysis of the diffusive relaxation yields an activation barrier 178(43) meV for the isolated Li$^{+}$, in the range of other measurements and calculations. To account for many of the other features of the data, it is suggested that some of the implanted ions trap an electron forming the neutral Li$^{0}$, which is stable over a narrow range of temperatures.
https://doi.org/10.1103/8d6t-2tg9
Quartz
Lithium (medication)
Ion
Dynamics (music)
Analytical Chemistry (journal)
Chemistry
Materials science
Physics
Psychology
Organic chemistry
2
article
|
인용수 0
·
2025
Trap modulation in Sm <sup>3+</sup> ‐doped ZGGO: Cr <sup>3+</sup> for enhanced persistent luminescence
Zheng Gong, Yufei Gong, Junhui Hao, Z. H. Jang, Jiawei Yan, Tingyu Bai, Yudong Xiao, Chun Wang
IF 3.8
Journal of the American Ceramic Society
Abstract Near‐infrared long‐afterglow nanomaterials hold significant potential in nanomedicine platforms, including targeted drug delivery, precise imaging, and immunotherapy. Improving the particle size distribution and reducing the nanoparticle size to enhance biocompatibility are crucial. Due to the small size effect, reducing the nanoparticle size and improving uniformity typically lead to a decrease in afterglow performance. In this study, near‐infrared long‐afterglow nanoparticles, Zn 2 Ga 2.98 − x Ge 0.75 O 8 :Cr 3+ 0.02 ,Sm 3+ x ( x = 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08) (ZGGO:Cr 3+ ,Sm 3+ x ), were synthesized using the Sm 3+ ion doping strategy at varying doping concentrations. This work reveals how cation substitution simultaneously affects the nanoparticle size and enhances the near‐infrared long‐afterglow luminescent performance. The Sm 3+ ion doping overcame the increased surface defects caused by the reduced particle size, while simultaneously improving the number of effective luminescent centers by modifying the crystal field environment around the luminescent center. The afterglow intensity and duration of ZGGO:Cr 3+ ,Sm 3+ x nanoparticles were significantly enhanced. The study shows that Sm 3+ ion doping effectively reduces the size of ZGGO:Cr 3+ ,Sm 3+ x nanoparticles while extending the near‐infrared long‐afterglow time by modulating trap depth, the interaction between traps and excited‐state energy levels, and the competition between thermal activation and tunneling processes.
https://doi.org/10.1111/jace.70231
Luminescence
Afterglow
Nanoparticle
Doping
Nanomaterials
Persistent luminescence
Particle size
Ion
3
article
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인용수 19
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2023
Coexistence of random singlets and disordered Kitaev spin liquid in <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>LiIr</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
Chanhyeon Lee, Suheon Lee, Youngsu Choi, C. Wang, H. Luetkens, T. Shiroka, Z. H. Jang, Young‐Gui Yoon, Kwang‐Yong Choi
IF 3.7
Physical review. B./Physical review. B
We combine static magnetic susceptibility $\ensuremath{\chi}(T)$, muon-spin relaxation, and $^{1}\mathrm{H}$ nuclear magnetic resonance measurements to explore the spin dynamics in the disordered-induced quantum spin liquid candidate ${\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{LiIr}}_{2}{\mathrm{O}}_{6}$. Inverse Laplace transform analysis of the $^{1}\mathrm{H}$ spin-lattice relaxation rate $1/{T}_{1}$ enables us to identify two characteristic temperatures ${T}_{\mathrm{g}}=110\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{K}$ and ${T}^{*}=26\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{K}$. Below ${T}_{\mathrm{g}}$, a slower $1/{T}_{1}^{\mathrm{slow}}$ component dictated by gapped excitations with a spin gap ${\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{h}=30--38\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{K}$ evolves distinctly from a faster $1/{T}_{1}^{\mathrm{fast}}$ component pertaining to gapless excitations. Furthermore, we observe a sub-Curie divergent $\ensuremath{\chi}(T)\ensuremath{\propto}{T}^{\ensuremath{-}0.68}$, a power-law dependent $1/{T}_{1}^{\mathrm{fast}}\ensuremath{\propto}{T}^{1.4}$, and a weakly activated $1/{T}_{1}^{\mathrm{slow}}\ensuremath{\propto}exp(\ensuremath{-}{\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{l}/{k}_{\mathrm{B}}T)$ (${\mathrm{\ensuremath{\Delta}}}_{l}=3--6\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{K}$) below ${T}^{*}=26\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{K}$. All these features suggest the coexistence of a disordered spin-liquid state and spin singlets with spatially distributed gaps.
https://doi.org/10.1103/physrevb.107.014424
Physics
Condensed matter physics
Spin (aerodynamics)
Muon spin spectroscopy
Superconductivity
Thermodynamics
정부 과제
2
과제 전체보기
1
주관|
2015년 10월-2018년 10월
|50,050,000
나노 입자의 자성 분포와 미시 전자 구조 연구
본 프로젝트는 자성 나노 입자에서 ‘입자 크기’와 ‘자성 물성’이 어떻게 함께 변하는지 규명하고, 금속 나노 입자의 미시 전자 구조까지 해석하는 연구임. 연구 목표는 개선된 SQUID 측정법과 자성 동역학 계산으로 물성 분포-크기 분포의 상관관계를 엄밀히 검증하고, Pd, Ag 등 핵자기공명에 둔감한 금속 나노 입자를 새로운 βNMR 기법으로 측정하며 전자 구조 변조를 수치 해석으로 구하는 데 있음. 기대 효과는 크기-비등방성 에너지 장벽 비례 파라다임 검증, 금속 나노 입자의 전자 스핀 밀도 변화에 대한 기초 지식과 새로운 학술 단서 제공됨.
자성 동역학
전자 스핀 밀도 함수
베타 엔엠알
비등방성 에너지 장벽 분포 함수
전자 구조 변조
크기 분포 함
2
주관|
2015년 10월-2018년 10월
|50,570,000
나노 입자의 자성 분포와 미시 전자 구조 연구
본 과제는 자성 나노 입자와 금속 나노 입자의 자성과 미시 전자 물성을 정확히 측정해, 크기와 물성의 관계를 더 엄밀히 밝히는 연구임. 연구 목표는 개선된 SQUID 측정법과 자성 동역학 계산으로 자성 나노 입자의 물성 분포-크기 분포 상관관계를 검증하고, Pd, Ag 등 핵자기공명에 둔감한 금속 나노 입자의 미시 전자 구조를 βNMR로 해석해 전자 스핀 밀도 함수 변조를 구하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 SQUID로 ZFC, FC, MH magnetization을 측정하고 분포 함수를 TEM 크기 분포와 비교, βNMR의 Knight shift, linewidth, line shape, SLR을 전자 스핀 밀도 함수로 재현해 유한 크기 효과 및 표면 효과를 추출함. 기대 효과는 기존 크기-비등방성 에너지 장벽 파라다임의 엄밀 검증과 나노 스케일 전자 스핀 변화에 대한 기초 지식 및 새로운 응용 물성 단서 제공임.
자성 동역학
전자 스핀 밀도 함수
베타 엔엠알
비등방성 에너지 장벽 분포 함수
전자 구조 변조
크기 분포 함