그래핀은 원자 한 개 두께의 단단하게 연결된 원자의 단일 층으로 만들어진 놀라운 형태의 탄소입니다. 얇음에도 불구하고 안정성이 뛰어나고 전기 전도성이 매우 좋습니다. 이러한 특성으로 인해 그래핀은 “기적의 재료”로 간주되며 이미 유연한 전자 스크린, 고감도 센서, 고급 배터리 및 차세대 태양 전지용으로 연구되고 있습니다.
브라운슈바이크, 브레멘, 프리부르 팀과 협력하여 괴팅겐 대학이 주도한 새로운 연구에서는 그래핀이 훨씬 더 많은 기능을 수행할 수 있음을 보여줍니다. 처음으로 과학자들은 그래핀에서 “Floquet 효과”를 직접 관찰했습니다. 이 발견은 오랜 과학적 질문을 해결합니다. 광 펄스가 물질의 특성을 정확하게 수정하는 기술인 Floquet 공학은 그래핀과 같은 금속 및 반금속 양자 물질에서도 기능할 수 있습니다. 이 연구는 자연물리학.
그래핀의 플로케(Floquet) 상태에 대한 직접적인 증거
이러한 효과를 조사하기 위해 팀은 연구원들이 전자 동작의 매우 빠른 변화를 포착할 수 있는 방법인 펨토초 운동량 현미경을 사용했습니다. 그래핀 샘플은 빠른 빛의 폭발로 조명된 다음 지연된 펄스로 검사되어 초단시간 동안 전자가 어떻게 반응하는지 추적했습니다.
이번 연구의 제1저자인 괴팅겐 대학의 마르코 머볼트(Marco Merboldt) 박사는 “우리의 측정은 그래핀의 광전자 방출 스펙트럼에서 ‘플로케 효과’가 발생한다는 것을 명확하게 입증했습니다. “이것은 Floquet 엔지니어링이 실제로 이러한 시스템에서 작동한다는 것을 분명히 하며, 이 발견의 잠재력은 엄청납니다.” 그들의 결과는 Floquet 엔지니어링이 광범위한 재료에 효과적이라는 것을 보여줍니다. 이를 통해 과학자들은 매우 짧은 간격 내에 레이저 펄스를 사용하여 특정 특성을 가진 양자 물질을 형성하는 능력에 더 가까워졌습니다.
미래 기술을 위한 광 제어 양자 소재
이러한 정밀도로 재료를 조정할 수 있으면 미래의 전자 제품, 컴퓨터 및 첨단 센서의 토대가 마련될 수 있습니다. 괴팅겐에서 스테판 마티아스(Stefan Mathias) 교수와 함께 이 프로젝트를 주도한 마르셀 로이첼(Marcel Reutzel) 교수는 다음과 같이 설명합니다. “우리의 결과는 빛으로 양자 물질의 전자 상태를 제어하는 새로운 방법을 열었습니다. 이는 전자가 표적화되고 제어된 방식으로 조작되는 기술로 이어질 수 있습니다.”
Reutzel은 계속해서 다음과 같이 말합니다. “특히 흥미로운 점은 이를 통해 토폴로지 특성을 조사할 수 있다는 것입니다. 이는 신뢰할 수 있는 양자 컴퓨터 또는 미래를 위한 새로운 센서를 개발할 수 있는 큰 잠재력을 갖는 특별하고 매우 안정적인 특성입니다.”
이번 연구는 괴팅겐대학교 공동연구센터 ‘원자 규모에서의 에너지 변환 제어’를 통해 독일연구재단(DFG)의 지원을 받았습니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251128050527.htm
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