심흥선 연구실

본 연구는 원격 쿨롱 상호작용을 이용하여 단일 탄도 전자를 감지하는 방식을 제시합니다. 전자 에너지와 방출 타이밍을 통해 상호작용을 제어하고, 약하게 결합된 감지 체계로 빔 분할기의 나노스케일 전위 지형과 쿨롱 상호작용 강도를 특성화하며, 피코초 분해능의 다중 전자 감지를 구현합니다.

본 연구는 그래핀 마흐-젠더 간섭계에서 전압 펄스로 생성된 단일 전자의 일관된 충돌을 시연합니다. 충돌로부터 발생하는 샷 노이즈를 측정하여 페르미온 홍-우-만델 파괴적 간섭과 이중 아하로노프-봄 간섭을 통해 전자의 구별 불가능성과 구별 가능성을 규명하며, 약 60% 간섭 가시성으로 양자 상태 단층촬영을 수행합니다.

3차원 위상 절연체 표면의 평면 조셉슨 접합에서 내부 마요라나 모드와 외부 경계 모드 사이의 터널링이 직접적인 공간 겹침 없이도 내부 마요라나 모드 간의 유효 결합을 유도하여 에너지 분열을 발생시킵니다. 약한 터널링 극한에서 해석적으로 에너지 분열을 구하고 임의의 터널링 강도에 대해 수치적으로 조사하며, 외부 수직 자기장에 따른 에너지 분열의 진화와 프라운호퍼 패턴에 미치는 영향을 상세히 논의합니다.

본 연구는 분수 양자 홀 상태의 가장자리에서 전하와 중성 애니온의 꼬임 통계를 분리하여 검출하는 방법을 제안합니다. 목표 애니온의 희석된 빔을 Fabry-Perot 간섭계에 주입하여 간섭 전류의 진폭과 위상을 참조 신호와 비교함으로써 애니온의 단조성을 획득합니다.

본 연구는 에너지 필터링을 이용하여 단일 전자원에서 방출되는 전자의 파동함수를 제어하는 방법을 제시합니다. 연속변수 단층촬영법으로 시간-에너지 위상공간에서 위그너 분포를 재구성한 결과, 필터의 에너지 장벽 높이 이하 영역이 제거됨을 확인했습니다. 이 연구는 단일 전자 기반 양자정보처리 실험 설계에 기여할 것으로 기대됩니다.