Lighting up Weyl semimetals

Notice

Recent Posts

Recent Comments

Link

« 2024/11 »
일	월	화	수	목	금	토
					1	2
3	4	5	6	7	8	9
10	11	12	13	14	15	16
17	18	19	20	21	22	23
24	25	26	27	28	29	30

Tags more

Archives

Today

Total

관리 메뉴

공머생의 공부노트

Lighting up Weyl semimetals 본문

물리학/최신 논문 리뷰

Lighting up Weyl semimetals

용감한공대생 2022. 11. 13. 16:00

드디어 계속 고민했던 논문 리뷰의 시간이다. 이전 연구실에 있을 때는 논문을 봐야 했기에 억지로라도 계속 공부했지만

이곳에서는 쉽지 않다......(군대는 무서운 곳이다) 그래서 1주에 한편씩 이렇게 논문 요약을 해볼려고 한다 !!

이 Lighting up Weyl semimetals 라는 논문은 nature materials에 개재된 (무려 IF 43) news&views 파트의 짧은 소개글이다. 2022년도인 지금에 보기에 완전 최신은 아니지만 바일 준금속(Weyl Semimetals) 에 대해 공부해볼 필요는 있을거 같아 가져왔다. 사실 아직 고체물리학에 대한 지식이 부족하여 논문의 내용을 그대로 해석해내는 정도에서 그칠 수 있다....

1. 바일 준금속(Weyl Semimetals)이란?

처음 Weyl라는 영어를 보고 '웨이' 준금속이라고 생각하고 부르고 다녔는데 알고보니 독일어로 '바일' 준금속으로 읽어야 했다. 독일의 수학자이자 과학자인 헤르만 바일(Hermann Weyl)이 1929년에 제시한 바일 페르미온에 의해 설명된 고체의 형태이다.

바일이 제시한 페르미온은 질량은 없지만 왼쪽 or 오른쪽의 방향을 가진 비대칭 페르미온인데 때문에 스핀 모멘트에 따라 한쪽 방향으로만 이동하는 성질을 가졌다.

바일 페르미온과 바일 준금속의 특징은

바일 페르미온은 질량을 가지지 않으며 비대칭성을 가진다. 최근 낮은 에너지를 가지는 전자들의 집단들뜸이 이것의 정체라고 추정하고 있다.
바일 페르미온의 에너지는 이것의 모멘텀에 비례하며 디렉콘 형태의 에너지 밴드를 형성한다. (+, - 필드를 가지는 바일 노드 사이에 밴드를 형성하는 형태로 추정)
바일 준금속 내부에 형성되는 바일 노드(Weyl node)는 +형태와 -형태가 반대의 대칭성을 가진채로 형성되며 node를 기점으로 Berry flux field가 들어가거나 나온다.
쌍을 이루는 바일 노드는 그 사이에 밴드를 형성하며 왼쪽 or 오른쪽으로 원형 편광된 빛이 입사되면 이를 흡수해 왼쪽 or 오른쪽으로 편향된 바일 페르미온을 들뜬 상태로 만든다.
바일 노드와 자기장은 전자의 움직임에 직접적인 영향을 끼치며 양자홀효과, 세로 방향의 자기저항성, 강한 2차 고조파 팔생등의 특이한 특징을 만든다.

현재까지 알려진 바일 준금속은 제일 처음 알려진 1형 바일 준금속인 TaAs가 있고 2형 바일 준금속인 TaIrTe4가 있다. 2형 바일 준금속은 디렉콘이 한 방향으로 기울어져 있기에 1형과 밴드 위상은 거의 동일하지만 추가전인 광전류를 얻을 수 있다.

2. 바일 페르미온의 의한 광전류 성과 ??

바일 준금속의 특이한 전기적 성질에서 가장 중요한 점은 편극된 빛에 반응하여 광여기현상을 발생시키고 그로 인해 광전류를 생성할 수 있다는 점이다. 이는 기존의 빌트인 포텐셜과 전자와 양공의 재결합 제어에 의해 전류를 생성하던 p-n 태양전지와는 다르게 편광된 빛이 전하의 중심을 옮김으로서 전류의 흐름을 생성한다. 이러한 에너지 필드의 특이성은 결과적으로 기존보다 더 큰 전류 흐름을 생성하는 것으로 알려지고 있다.