상세 설명

우리 연구실은 꼬인 이차원 소재, 특히 트위스트된 이중층 그래핀과 다양한 무아레 초격자 구조에서 나타나는 독특한 전자 구조와 상호작용 현상을 이론적으로 탐구합니다. 무아레 패턴은 두 개 이상의 이차원 소재가 미세한 각도로 적층될 때 나타나는 주기적 초격자 구조로, 전자 밴드 구조에 극적인 변화를 유도합니다. 이러한 구조에서는 플랫 밴드(flat band)가 형성되어 전자 간의 상호작용이 크게 증폭되며, 이는 새로운 상전이와 양자 상의 출현으로 이어집니다. 특히, 트위스트된 이중층 그래핀에서는 '매직 앵글'에서 플랫 밴드가 형성되어 상관 절연체, 비정상적 초전도 현상, 위상적 양자 홀 상태 등 다양한 상관된 양자 현상이 관찰됩니다. 본 연구실은 각종 이론적 모델과 고성능 계산 방법을 활용하여 이러한 현상의 근본적인 원리를 규명하고, 실험 결과와의 정량적 비교를 통해 새로운 물리적 메커니즘을 제시합니다. 나아가, 무아레 초격자에서의 전자 구조 조절, 밴드갭 엔지니어링, 위상적 특성 및 전기장/압력/변형에 따른 동적 조절 가능성 등 응용 측면에서도 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 이를 통해 차세대 전자소자, 양자 시뮬레이터, 위상적 소자 등 혁신적 기술 개발에 기여하고자 합니다.

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