Research
산화물 및 양자 박막 연구실은 원자 단위로 컨트롤된 고품질의 에피 산화물 박막을 성장하고, 새로운 양자 현상 및 강상관계 특성을 탐구하는 연구를 수행합니다. 나아가, 이온 게이팅 (ionic gating) 등을 이용하여 박막의 전기적/자기적/광학적/초전도 특성을 전기적으로 제어가 가능한 차세대 이온트로닉스 (iontronics) 소재/소자에 관한 연구를 진행합니다. 뿐만 아니라, 모트 전이 (Mott transition), 초전도성 (superconductivity), 강유전성 (ferroelectrics), 강자성 (ferromagnetism), 다강성 (multiferroics), 자전기성 (magnetoelectrics) 등의 양자 소재/소자 개발에 관한 연구를 진행 중이며, 이는 미래 반도체 기술에 이용될 수 있는 핵심적인 연구 주제입니다. 주요 연구 분야는 다음과 같습니다.
원자 단위로 제어된 에피택셜 산화물 박막 성장 (epitaxial oxide thin film growth)
Pulsed laser deposition (PLD)를 이용하여, 원자 단위로 컨트롤된 새로운 에피 산화물 박막 증착
변형 (strain), 계면 (interface), 결함 (defect) 등을 이용한 박막의 물성 컨트롤
References:
H. Han* et al., “Li iontronics in single-crystalline T-Nb2O5 thin films with vertical ionic transport channels” Nature Materials 22, 1128-1135 (2023)
H. Han* et al., “Strain-driven formation of epitaxial nanostructures in brownmillerite strontium cobaltite thin film” Proc. Nat. Acad. Sci. USA. (PNAS) 120, e2221651120 (2023)
H. Han* et al., “Anti-phase boundary accelerated exsolution of nanoparticles in non-stoichiometric perovskite thin films” Nature Communications 13, 6682 (2022)
H. Han et al.,* “Lattice Strain-Enhanced Exsolution of Nanoparticles in Thin Films” Nature Communications 10, 1471 (2019)
강상관성 (strongly correlated properties) 및 양자 현상 (quantum phenomena) 탐구
격자 (lattice), 오비탈 (orbital), 전하 (charge), 스핀 (spin) 간의 강한 상호작용으로 강상관계 특성 (strongly correlated properties) 탐구
강유전성 (ferroelectricity), 강자성 (ferromagnetism), 다강성 (multiferroism), 모트 전이 (Mott transition), 초전도성 (superconductivity) 탐구
References:
H. Han* et al., “Reversal of Anomalous Hall Effect and Octahedral Tilting in SrRuO3 Thin Films via Hydrogen Spillover” Advanced Materials 35, 2207246 (2023)
S. Song†, H. Han†, et al., “Implementing Room-Temperature Multiferroism by Exploiting Hexagonal-Orthorhombic Morphotropic Phase Coexistence in LuFeO3 Thin Films” Advanced Materials 28, 7430–7435 (2016).
D. Kim, H. Han, J. H. Lee, J. W. Choi, J. C. Grossman, H. M. Jang,* D. Kim,* “Electron-Hole Separation in Ferroelectric Oxides for Efficient Photovoltaic Responses” Proc. Nat. Acad. Sci. USA (PNAS) 115, 6566-6571 (2018).
이온트로닉스 (Iontronics)
이온 게이팅 (ionic gating 혹은 electrolyte gating) 등을 이용하여, 박막의 다양한 물리적 특성을 전기적으로 컨트롤이 가능한 차세대 전자/에너지 소재 및 소자 개발
절연체-도체 전이 (insulator-metal transition), 강자성/초전도성 발현 (emergent ferromagnetism and superconductivity), 뉴로모픽 특성 (neuromorphic responses)
References:
H. Han* et al., “Li iontronics in single-crystalline T-Nb2O5 thin films with vertical ionic transport channels” Nature Materials 22, 1128-1135 (2023)
Y. Guan†, H. Han†, G. Li, F. Li, S. S. P. Parkin,* “Ionic Gating for Tuning Electronic and Magnetic Properties” Annual Review of Materials Research 53, 25-51 (2023).
H. Han* et al., “Reversal of Anomalous Hall Effect and Octahedral Tilting in SrRuO3 Thin Films via Hydrogen Spillover” Advanced Materials 35, 2207246 (2023)
H. Han et al., “Control of oxygen vacancy ordering in brownmillerite thin films via ionic liquid gating” ACS Nano 16, 6206−6214 (2022)
H. Han* et al., “Strain-driven formation of epitaxial nanostructures in brownmillerite strontium cobaltite thin film” Proc. Nat. Acad. Sci. USA. (PNAS) 120, e2221651120 (2023)
차세대 양자 소재 및 소자 개발 (Next-generation quantum materials and devices)
강유전성 (ferroelectricity), 강자성 (ferromagnetism), 다강성 (multiferroicity) 및 자전기성 (magnetoelectric) 소재/소자 개발
초전도 다이오드 (superconducting diodes), 메타표면 (metasurfaces), 멤리스터 (memristors), 이온트로닉스 (iontronics) 소자 개발
References:
H. Han et al., “All-Oxide Metasurfaces Formed by Synchronized Local Ionic Gating” Advanced Materials 2401064 (2024) (doi.org/10.1002/adma.202401064)
K.-R. Jeon et al., “Zero-field polarity-reversible Josephson supercurrent diodes enabled by a proximity-magnetised Pt barrier” Nature Materials 21, 1008-1013 (2022)
H. Han, S. Song, J. H. Lee, K. J. Kim, G.-W. Kim, T. Park, H. M. Jang,* “Switchable Photovoltaic Effects in Hexagonal Manganite Thin Films having Narrow Band Gaps” Chemistry of Materials 27, 7425 (2015).
S. Song†, H. Han†, H. M. Jang,* Y. T. Kim, N.-S. Lee, C. G. Park, J. R. Kim, T. W. Noh, J. F. Scott, “Implementing Room-Temperature Multiferroism by Exploiting Hexagonal-Orthorhombic Morphotropic Phase Coexistence in LuFeO3 Thin Films” Advanced Materials 28, 7430–7435 (2016).