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보고서 상세정보

나노기반 융합측정기술 개발

  • 과제명

    나노기반 융합측정기술 개발

  • 주관연구기관

    한국표준과학연구원
    Korea Research Institute of Standards and Science

  • 연구책임자

    최상경

  • 참여연구자

    박희수   그외 다수   하동한   정수용   심승보   배명호   최상경   이민규   김남   서준호  

  • 보고서유형

    연차보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-10

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국표준과학연구원
    Korea Research Institute of Standards and Science

  • 등록번호

    TRKO201600001238

  • 과제고유번호

    1711034518

  • 키워드

    양자전기표준,미소열량계,큐비트,단일광자,양자기저상태quantum electrical metrology,microcalorimeter,qubit,single photon,quantum ground state

  • DB 구축일자

    2016-05-14

  • 초록 


    ...


    연구목표
    ◦ 최종 연구목표
    지금까지 축적한 나노공정 및 극저온에서의 물성 측정기술을 기반으로, 양자상태의 생성⋅제어⋅측정 기술을 개발하며 나아가 이를 바탕으로 차세대 측정표준 및 전략기술을 개발함.
    ◦ 해당단계 연구...

    연구목표
    ◦ 최종 연구목표
    지금까지 축적한 나노공정 및 극저온에서의 물성 측정기술을 기반으로, 양자상태의 생성⋅제어⋅측정 기술을 개발하며 나아가 이를 바탕으로 차세대 측정표준 및 전략기술을 개발함.
    ◦ 해당단계 연구목표
    < 차세대 측정표준기술 개발 >
    - 출력 200 pA, 정확도 10-7의 양자전류소자를 개발
    - 그래핀 기반 양자홀 저항소자개발에 필요한 소자 공정 및 측정기술 개선 및 2차원 신물질을 이용한 융·복합물성 정밀측정 기술 개발
    - 저온검출기 개발하여 차세대 표준, 기초과학 및 국가 전략 정책에 측정기술 제공
    < 차세대 전략기술 개발 >
    - 나노역학소자의 양자상태 측정기술 개발을 통하여 역학소자의 개별 양자상태를 측정하고 이를 바탕으로 극저온 양자 온도표준 기술 확보
    - 규모확장성 단일광자 광원 기술 개발 및 단일광자 기반 양자광 기술 개발: 시간다중화 단일광자 광원 제작, 고차원 양자상태 전송기술 개발

    연구내용
    ◦ 1년차 (2015년) 연구내용
    < 차세대 측정표준기술 개발 >
    - 양자전류 소자 최적화 및 고주파에서의 불확도 메커니즘 연구
    - 그래핀/h-BN 헤테로-양자홀 소자 성능평가
    그래핀/h-BN 계면에서 유도되는 포논모드 측정
    그래핀/h-BN 계면에서 형성되는 그래핀 버블에 의한 전하수송 특성 파악 및 모델제시, 산화 그래핀에서의 전하수송 측정 및 수정모델 제시, 저온측정시스템 개선을 위한 수리 및 성능평가
    - 현재 본연구원에서 개발하여 사용 중인 저온검출기 일종인 자기양자센서 칩의 센서 물질 Au:168Er를 합성하였으며, 상온부터 mK 온도 영역 까지 자화 물성 측정을 수행하여 적합성 확인
    < 차세대 전략기술 개발 >
    - 나노역학소자의 양자기저상태 도달을 위하여 냉각 구현(Nth ~ 60 → 7) 하였음.
    2극저온 역학소자 측정시스템의 개선을 통하여 여러 소자의 측정이 가능해짐.
    상온 나노역학소자 측정 시스템을 활용하여 기존의 방법과는 다른 그래핀 역학소자 구동법을 실험적으로 구현하였음.
    - 극초단 펄스 광자쌍 광원: fs 펌프 레이저와 PPLN을 이용한 nondegenerate SPDC 광자쌍 광원 제작. PPKTP를 활용한 새로운 구조 설계 및 제작 착수.
    광버퍼 제작: 광섬유 기반의 광버퍼 설계 및 분산보상광섬유 분산 측정

    기대효과
    < 차세대 측정표준기술 개발 >
    - 폰클리칭 물리상수 RKK(=h/e2) 및 조셉슨 물리상수 KJ(=h/2e)의 불확도 개선 및 암페어 단위 재정의 논의에 기여
    - 그래핀/h-BN 헤테로 양자홀소자에서 발생하는 포논모드의 새로운 측정법 개발을 통한 2차원 신물질 기반 전자소자 성능향상에 기여 및 대면적/대용량 그래핀 소자제작에 광범위하게 사용되는 산화그래핀의 기본적 전하수송 현상 측정 및 모델제시를 통하여 산화그래핀 기반 전자소자 성능향상을 도모
    - 절대 방사능 측정 등 차세대 표준 업무에 적용되며 Pu 등 전력 핵종 정밀 측정에 기술 제공 및 중성미자 성질 규명 및 암흑물질 탐구에 검출기 제공
    < 차세대 전략기술 개발 >
    - 나노역학소자의 양자상태 측정기술의 개발은 극한 정밀도를 가지는 센서의 개발에 응용될 수 있으며, 또한 양자표준소자에 응용될 수 있음.
    - 주문형 단일광자 광원과 고차원 양자상태 측정기술은 양자연산/양자통신 시스템의 용량과 보안성을 높이며 광자수 측정에 기반한 차세대 광도표준기술에 활용될 것임.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 주요사업 연차실적·계획서 ... 2
    3. 한글요약문 ... 4
    4. Ⅱ. x차년도(’15년) 실적 ... 6
    5. 1. 연구개발 개요 ... 6
    6. 2. 연구개발 목표 및 평가의 착안점 ... 10
    7. 3. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 12
    8. 4. 연구수...
    1. 표지 ... 1
    2. 주요사업 연차실적·계획서 ... 2
    3. 한글요약문 ... 4
    4. Ⅱ. x차년도(’15년) 실적 ... 6
    5. 1. 연구개발 개요 ... 6
    6. 2. 연구개발 목표 및 평가의 착안점 ... 10
    7. 3. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 12
    8. 4. 연구수행 내용 및 결과 ... 13
    9. 5. 연구개발 목표 달성도 및 자체평가 ... 19
    10. 6. 연구수행방법의 우수성과 등 ... 21
    11. 7. 사업화 가능성 및 사회‧경제적 기여도 ... 21
    12. 8. 연구성과 및 활용 ... 22
    13. 9. 연구 투입 자원 내역 ... 27
    14. 10. 중간진도 점검 결과 및 개선내역 ... 29
    15. 11. 연구책임자의 자율 평가 의견 ... 29
    16. 12. 연구수행에 따른 문제점 및 개선방향 ... 29
    17. 13. 중요 연구변경 사항 ... 30
    18. 14. 기타 건의사항 ... 30
    19. Ⅲ. 2차년도(’16) 계획 ... 30
    20. 1. 국내․외 관련 분야의 환경 변화 ... 30
    21. 2. 연구개발 목표 및 내용 ... 30
    22. 3. 연구 추진 계획 ... 31
    23. 4. 연구성과 목표 ... 31
    24. 5. 연구개발 추진체계 ... 32
    25. 6. 산·학·연 협동연구 추진계획 ... 33
    26. 7. 국제공동연구(협력) 추진계획 ... 33
    27. 8. 연구개발결과의 활용방안 및 기대성과 ... 35
    28. 9. 연구원 편성표 ... 36
    29. 끝페이지 ... 37
  • 참고문헌

    1. 전체(0)
    2. 논문(0)
    3. 특허(0)
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