안녕하세요.
9월 10일 물리학과 세미나 안내드립니다.
일시: 2026.09.10. 16:30-17:30
장소: 조만식기념관 311호
참석 대상: 물리학과 학부생·대학원생, 박사후연구원 및 교수진
연사: 김국태 박사(포항가속기연구소)
강연 제목: X선으로 읽는 극성 나노구조: 키랄성(chirality)과 초고속 동역학
초록:
강유전체의 전기분극은 한 방향으로 균일하게 정렬될 뿐 아니라, 나노미터 크기의 소용돌이(vortex)와
스커미온(skyrmion)처럼 공간적으로 복잡한 구조를 형성할 수 있다. 이러한 극성 나노구조에서는 전기분극 벡터가 공간에
따라 연속적으로 회전하며, 그 회전 방향으로부터 왼손형과 오른손형을 구분하는 키랄성(chirality)이 나타난다. 그러나
나노미터 영역에 형성된 전기분극의 방향과 3차원적 배열을 실험적으로 규명하고, 그 움직임을 시간 영역에서 추적하는 것은 여전히
어려운 과제이다.
이 강연에서는 공명 X선 산란과 편광 분석을 이용하여 극성 소용돌이와 스커미온의 주기적 배열, 전기분극 방향, 그리고 키랄성을
판별하는 방법을 소개한다. 또한 이론적 산란 계산과 위상장 시뮬레이션(phase-field simulation)을 실험 결과와
비교함으로써, 측정된 X선 산란무늬를 실제 전기분극 구조와 어떻게 연결할 수 있는지 살펴본다. 이를 통해 직접 관찰하기 어려운
극성 나노구조를 X선으로 읽고 해석하는 과정을 설명한다.
마지막으로 X선 자유전자레이저(X-ray free-electron laser, XFEL)를 이용한 펌프-프로브 측정을 통해
극성 소용돌이의 정적 구조 연구를 초고속 동역학으로 확장하는 과정을 소개한다. 이와 함께 PAL-XFEL의 실험 환경과 FXS
endstation의 역할을 간략히 살펴본다. 시간분해 공명 X선 산란과 회절 측정은 빛에 의해 유도된 전기분극과 격자 변형의
변화를 상보적으로 포착하며, 두 자유도가 나노미터 공간과 초고속 시간 영역에서 어떻게 상호작용 하는지를 보여 준다. 이를 통해
X선 산란이 극성 나노구조의 정적인 배열뿐 아니라, 외부 자극에 대한 순간적인 반응과 그에 수반되는 격자 동역학을 이해하는 데
어떻게 활용될 수 있는지 논의한다.
많은 관심과 참여 바랍니다.
