Exploration of quantum phenomena at temperatures below a few K, reaching regions nature has never experienced on its own. Study of superfluid and superconductor properties.
Superfluid 3He as p-wave Cooper pairing superfluid. Study of topological superfluidity, Majorana fermions, and edge currents in confined geometries.
GaAs/AlGaAs heterostructure systems with high electron mobility. Study of quantum dots, Kondo effect, and quantum Hall effect in 2D fermionic systems.
Light-matter interacting quasiparticles in semiconductors. Study of driven-dissipative quantum fluids with non-conserved particle numbers and quantized vortices.
Classical liquid system of electrons on liquid helium surface.
출처: 연구실 홈페이지
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본 연구는 CAPP에서 1 GHz 이상의 주파수 범위(1.025~1.185 GHz, 4.24~4.91 μeV)에서 액시온 암흑물질을 탐색합니다. Nb₃Sn 및 NbTi 초전도체 자석과 37 L 구리 공진 공동을 이용한 실험으로 약 200 mK 이하의 시스템 잡음을 달성하였으며, 이는 초당 약 4×10³ 광자의 배경에 해당합니다. 이러한 개선사항들의 조합으로 이 주파수 범위에서 액시온-광자 결합에 대한 가장 엄격한 배제 한계를 제시합니다.
본 연구는 게이트 제어 초전류(GCS) 효과를 이용하여 티타늄 질화물 기반 초전도 마이크로파 공진기의 주파수를 튜닝합니다. 나노와이어 인덕터의 운동 인덕턴스를 게이트 바이어스로 조절하여 약 4%(150 MHz) 주파수 튜닝을 달성했으며, 온도 제어 실험으로 GCS 효과의 포논 관련 메커니즘을 확인했습니다.
본 연구는 저온에서 중간 크기 양자물질 시료의 각운동량을 측정하기 위한 MEMS 자이로스코프 기술을 제안하고 분석합니다. 극저온 환경의 제약으로 인해 모드 정합 자이로스코프 구현이 어려운 점을 고려하여, 진폭 및 주파수 변조 작동 조건에서 정합 및 비정합 자이로스코프의 각운동량 감도를 비교 분석합니다. 프로토타입 장치 계산 결과 주파수 변조가 작동 범위를 확장하고 저온에서 감도를 향상시킵니다.
초전도 나노전자기계 장치를 이용하여 마이크로파 주파수 빗(frequency comb)을 생성했습니다. 3.78 GHz 공진 주파수 주변에서 8 MHz 간격의 빗 구조를 관찰했으며, 다양한 광기계 매개변수에 따른 동역학을 조사하여 수치 모델링과 우수한 일치를 확인했습니다. 이러한 전자기계 주파수 빗은 나노기계 센싱 응용에서 기계 공진 주파수의 정밀한 전기적 추적이 필요한 경우에 유용할 수 있습니다.
기초과학연구원 정밀물리연구단은 초저온 마이크로파 공진기를 이용하여 액시온 암흑물질을 탐색합니다. 10.7126-10.7186 μeV 질량 범위를 KSVZ 결합 감도로 배제했으며, 10.16-11.37 μeV 범위를 약 9배 큰 결합으로 90% 신뢰도에서 배제했습니다. 이는 해당 범위에서 첫 액시온 탐색 결과이며 40 mK 이하의 공진기 물리 온도를 사용한 첫 실험입니다.