[연구자 요약] 기초과학연구원 양자변환 연구단 Maria Herminia Balgos 연구원은 STM 이미징 기반 표면 결함 분석 및 나노광학 스핀 제어 기술을 연구합니다.

직책

연구원

재직 상태

재직 중

소속기관

기초과학연구원 (양자변환 연구단)

연구 분야

원자 스케일 표면 결함 분석 및 주사터널링현미경(STM) 이미징: 반도체 기판 내부 및 표면에서 발생하는 원자 단위 점결함 구조를 규명하고 국소 전자 구조를 분석하기 위한 연구를 진행하고 있습니다. 갈륨비소(GaAs)를 비롯한 반도체 표면의 원자 수준 결함은 소자의 전기적 및 광학적 특성에 직접적인 영향을 미치므로 이를 정밀하게 관측하는 분석 기술이 요구됩니다. 주사터널링현미경(STM) 이미징 기술을 활용하여 원자 수준의 표면 지형과 국소 상태밀도를 정밀하게 측정하며, 밀도범함수이론(DFT) 전산모사 기법을 결합하여 결함 구조의 물리적 메커니즘과 전자 상태를 이론적으로 해석합니다. 이와 같은 주사터널링현미경 기반 원자 스케일 이미징 및 밀도범함수이론 계산 기법은 반도체 결함 분석과 양자 소자 및 저차원 전자 구조 제어 분야에 적용되고 있습니다. 반도체 미세 공정에서 발생하는 결함을 정밀 분석하고 차세대 양자 소자 제작을 위한 기초 데이터를 확보하는 데 기여하고 있습니다. 본 연구를 통해 도출된 원자 스케일 표면 결함 및 전자 구조 분석 성과는 학술지 Solid State Communications(2025)에 1편의 논문으로 게재되었습니다., 표면 플라즈몬 공명 및 나노광학 스핀 제어 기술: 표면 플라즈몬 공명 조건에서 발생하는 광학적 스핀-궤도 상호작용을 규명하고 각 스핀 홀 효과를 증폭하기 위한 나노광학 제어 연구를 수행하고 있습니다. 나노 구조 표면에서 빛과 전자의 상호작용으로 형성되는 표면 플라즈몬을 제어하여 미세한 광학 신호의 편광 및 스핀 특성을 조절하는 기술적 필요성이 증대되고 있습니다. 표면 플라즈몬 공명(SPR) 기반의 각 광학 스핀 홀 효과(Photonic Spin Hall Effect) 제어 및 증폭 기술을 적용하여 광파의 스핀 분리 현상을 극대화하고 나노 스케일에서 광학적 스핀 상태를 정밀 제어합니다. 이러한 광학 스핀 제어 기술은 나노포토닉스 시스템 구축과 고감도 광학 센서 개발, 광 집적회로 소자 구현 분야에 직접적으로 활용되고 있습니다. 나노 광소자 내 빛의 전파 및 위상 제어 성능을 고도화하여 정밀 광학 측정 및 통신 소자의 성능 향상에 기여하고 있습니다. 해당 표면 플라즈몬 공명 기반 스핀 홀 효과 제어 연구 성과는 학술지 Nanophotonics(2025)에 1편의 논문으로 게재되었습니다.

연구자 링크

https://pr.ibs.re.kr/browse-researcher?filter=D0000258

중요 키워드

양자변환 연구단, 밀도범함수이론, 나노포토닉스, DFT 전산모사, 나노광학 스핀 제어, 저차원 전자 구조, 기초과학연구원, STM 이미징, GaAs 점결함, Maria Balgos, 광학 스핀 홀 효과, 표면 플라즈몬 공명, 표면 결함 분석, 광학 센서, 주사터널링현미경, 원자 스케일 표면 결함 분석 및 주사터널링현미경(STM) 이미징, 반도체 기판 내부 및 표면에서 발생하는 원자 단위 점결함 구조를 규명하고 국소 전자 구조를 분석하기 위한 연구를 진행하고 있습니다. 갈륨비소(GaAs)를 비롯한 반도체 표면의 원자 수준 결함은 소자의 전기적 및 광학적 특성에 직접적인 영향을 미치므로 이를 정밀하게 관측하는 분석 기술이 요구됩니다. 주사터널링현미경(STM) 이미징 기술을 활용하여 원자 수준의 표면 지형과 국소 상태밀도를 정밀하게 측정하며, 밀도범함수이론(DFT) 전산모사 기법을 결합하여 결함 구조의 물리적 메커니즘과 전자 상태를 이론적으로 해석합니다. 이와 같은 주사터널링현미경 기반 원자 스케일 이미징 및 밀도범함수이론 계산 기법은 반도체 결함 분석과 양자 소자 및 저차원 전자 구조 제어 분야에 적용되고 있습니다. 반도체 미세 공정에서 발생하는 결함을 정밀 분석하고 차세대 양자 소자 제작을 위한 기초 데이터를 확보하는 데 기여하고 있습니다. 본 연구를 통해 도출된 원자 스케일 표면 결함 및 전자 구조 분석 성과는 학술지 Solid State Communications(2025)에 1편의 논문으로 게재되었습니다., 표면 플라즈몬 공명 및 나노광학 스핀 제어 기술, 표면 플라즈몬 공명 조건에서 발생하는 광학적 스핀-궤도 상호작용을 규명하고 각 스핀 홀 효과를 증폭하기 위한 나노광학 제어 연구를 수행하고 있습니다. 나노 구조 표면에서 빛과 전자의 상호작용으로 형성되는 표면 플라즈몬을 제어하여 미세한 광학 신호의 편광 및 스핀 특성을 조절하는 기술적 필요성이 증대되고 있습니다. 표면 플라즈몬 공명(SPR) 기반의 각 광학 스핀 홀 효과(Photonic Spin Hall Effect) 제어 및 증폭 기술을 적용하여 광파의 스핀 분리 현상을 극대화하고 나노 스케일에서 광학적 스핀 상태를 정밀 제어합니다. 이러한 광학 스핀 제어 기술은 나노포토닉스 시스템 구축과 고감도 광학 센서 개발, 광 집적회로 소자 구현 분야에 직접적으로 활용되고 있습니다. 나노 광소자 내 빛의 전파 및 위상 제어 성능을 고도화하여 정밀 광학 측정 및 통신 소자의 성능 향상에 기여하고 있습니다. 해당 표면 플라즈몬 공명 기반 스핀 홀 효과 제어 연구 성과는 학술지 Nanophotonics(2025)에 1편의 논문으로 게재되었습니다.