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Department of Physics & Astronomy

[김영도 학생, 김창영 교수] 구리 기반 초전도체 단일 층 박막의 증착 및 전자 구조 측정 (Nano Letters 논문 게재)

2023-08-09l 조회수 1177

Growth and Electronic Structure of Copper Oxide Monolayer Epitaxial Films

구리 기반 초전도체는 공통적으로 CuO2 평면 구조를 갖고 있으며, 여기에서 고온 초전도 현상이 일어난다. 이러한 특성으로 인해 CuO2 평면 단일 층에서도 고온 초전도 현상이 나타나는지에 대한 광범위한 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 현재까지 완전한 CuO2 평면 단일 층은 구현되지 않았다. 본 연구에서는 구리 기반 초전도체인 La2-xSrxCuO4 (LSCO) 단일 층으로 이종 구조 시스템을 구성하여 CuO2 평면 단일 층을 구현하였고, 이 시스템의 전자 구조를 측정하였다. LSCO 단일 층은 벌크 LSCO와 유사한 전자 구조를 가지고 있으며, 또한 LSCO 단일 층은 인접한 층과의 계면 효과에 의해 크게 영향을 받는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 이상적인 2차원 구리 기반 초전도체 연구를 위한 플랫폼을 제시한다.

Copper-based superconductors commonly have a CuO2 plane structure, where high-temperature superconductivity occurs. Due to these characteristics, extensive research has been conducted on whether high-temperature superconductivity can occur even in a single layer of the CuO2 plane. However, a pure CuO2 plane single layer has not been achieved so far. In this study, we constructed a heterostructure system with a La2–xSrxCuO4 (LSCO) monolayer containing a single CuO2 plane and measured the resulting electronic structures. Monolayer LSCO has metallic and bulk-like electronic structures. Additionally, it was observed that the LSCO monolayer is significantly influenced by interfacial effects with neighboring layers. The results of this study provide a platform for the ideal two-dimensional copper-based superconductor research.

Authors: Youngdo Kim, Byeongjun Gil, Jinkwon Kim, Yeonjae Lee, Donghan Kim, Sungsoo Hahn, Tae Won Noh, Miyoung Kim, and Changyoung Kim*