응집물리이론
응집물리는 고체에서 일어나는 전기적, 자기적, 열적 특성 등 고체물질 성질 전반에 대한 학문 분야로서 응집물리 연구를 통해 전자공학, 재료공학, 기계공학의 여러 세부 분야가 생성되었고 지금 현재도 응집물리 분야 연구 결과가 공학 분야의 미래 발전 방향성을 제시하는 역할을 하고 있습니다.
대표적인 연구 대상인 자성체와 반도체, 그리고 고온 초전도체 등은 미래의 전자 기술에 밀접하게 활용이 가능하며,
따라서 응집 물질 이론 분야는 차세대 기술에 사용될 물질 상들을 새롭게 찾아내고 특성을 이해하는데 필수 불가결한 역할을 하고 있습니다.
연구분야
강상관 전자계에서 나타나는 전자들의 비섭동적인 운동에 대한 연구
김기석 교수
극저온의 금속 상태에서 일어나는 자성 및 초전도 상전이 현상을 비롯하여 금속-비금속 상전이 현상, 전자가 수천 배 무거워지는 상전이 현상 등은 현대 물리학의 기본 패러다임인 섭동 이론의 구조하에서 이해될 수 없는 어려운 문제들입니다. 우리 연구실에서는 전자들 사이의 강한 상관 효과를 비섭동적으로 기술하는 새로운 수학적 구조를 찾는 것을 목표로 한다. 현재 기대하고 있는 기술 방식은 상전이 현상을 이해하는 기존의 란다우-긴즈버그 이론이 전자들의 강한 상호작용 효과를 비섭동적으로 포함하는 형태로서 한 차원 높은 굽어진 공간에서 존재하는 보다 일반화 된 형태입니다. 강한 상호작용 효과를 비섭동적으로 기술하는 아인슈타인의 장 방정식과 대칭성의 깨어짐과 관련된 상전이 현상을 기술하는 란다우-긴즈버그 이론이 서로 연관된 형태로 나타날 것으로 기대하고 있다. 이러한 수학적 구조는 현재 스트링 이론에서 활발하게 연구되고 있는 게이지-그래비티 듀얼러티와 연관될 것으로 여겨집니다.
양자물질이론 연구
박진수 교수
우리 연구는 전자–포논 상호작용이 전자 동역학에 미치는 영향을 이론적으로 규명하고, 이를 바탕으로 양자물질의 물성을 정량적으로 예측합니다. 제일원리 계산과 다체 이론을 결합해 폴라론 형성, 전하·스핀 수송, 스핀–포논 결합의 미시적 메커니즘을 정밀 분석합니다. 반도체, 산화물, 2차원 물질 전반에서 전도성과 스핀 동역학의 근원을 밝히고, 이를 기반으로 차세대 스핀트로닉스와 양자정보소자의 설계 원리를 탐구합니다. 아울러 전자–포논·결함·광자 산란을 제일원리로 계산하는 오픈소스 코드 PERTURBO의 개발을 통해 국내외 연구 커뮤니티의 계산 연구 기반을 확장하고 있습니다.
나노전자전도 연구 Nanoscale electron transport
이현우 교수
미시세계에서 전자의 움직임은 거시세계에 대한 경험으로부터 유추한 움직임과 많이 다를 수 있습니다. 나노전자전도 연구실에서는 미시세계에서 일어나는 전자 전도 현상을 이론적으로 탐구합니다. 특히 전자의 스핀과 궤도 자유도가 전자 운동에 미치는 영향 및 스핀과 궤도 각운동량이 전자에 의해 수송되는 현상에 대해 집중적으로 연구를 진행하고 있고 최근 연구는 스핀 자유도보다 궤도 자유도에 더 큰 비중을 두고 있습니다.
제일원리계산 물성연구
지승훈 교수
다체계의 범밀도함수론 및 이로부터 파생된 계산 이론을 개발하고 이를 사용하여 응집물질의 물성 계산, 실험의 검증, 새로운 물성을 예측합니다. 고체, 나노물질의 원자구조, 전자구조, 광학적특성, 열 및 기계적 강도특성을 실험적, 경험적 수치 없이 매우 정밀하게 계산합니다. 제일원리 계산과 결합된 기계학습포텐셜을 개발하고 비정질 물질의 상변화연구 등 거대규모 동역학 계산을 수행한다. 저차원 물질의 전자구조 및 포논의 위상특성, 각운동량, 홀효과를 연구하고 양자센싱, 양자커퓨팅과의 접점을 탐색합니다.
전임교수
연구교수
박사후연구원