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1 / 강상관계물질연구단 강상관계연구단이론팀 DOI: /PhiT 정석범 양범정 김충현 Theory Teams at the Center for Correlated Electron Systems Suk Bum CHUNG, Bohm Jung YANG and Choong Hyun KIM Theoretical studies are an essential component of serious research on correlated electron systems, both as a guide and a support for experimental research. Given the variety of approaches developed for theoretical study of correlated systems, it is advisable to maintain several independent teams for theoretical research. In this article on these theory teams, we aim to address both the breadth of theoretical research at the Center for Correlated Electron Systems and the way in which these teams work closely with both experimental groups and with one another. 강한상관관계가나타나는양자다체계연구는현대이론물리의중요한과제중하나입니다. 이중란다우의현상론적연구이후오랫동안바닥상태에서상호작용에의한자발적대칭성깨짐은중요한연구주제로자리잡고있었고, 각종자성, 초전도, 전하밀도파등의현상이이런관점하에서연구되어왔습니다. 최근에들어서는대칭성깨짐으로설명할수없 저자약력 정석범교수는현재기초과학연구원 Young Scientist Fellow로, 2008년일리노이에서박사학위를수여받고, 스탠퍼드와 UCLA에서 postdoc으로위상적물질상태를연구했으며, 2013년재미한국물리학자협회에서젊은우수연구자상을수상했다. (sbchung@snu.ac.kr) 양범정교수는 2008년서울대물리천문학부에서이학박사학위를취득했으며 2015년부터서울대학교물리천문학부조교수로재직중이다. 양자스핀시스템, 위상절연체, 위상준금속등에대해연구해왔다. (bjyang@snu.ac.kr) 김충현박사는서울대학교물리학과이학박사 (2012) 로서, 코넬대학교박사후연구원을거쳐, 2015년부터강상관계물질연구단에재직중이다. (chkim82@snu.ac.kr) 는위상학적물질상태연구가활발하게진행되고있는데, 여기서도상호작용의효과가중요하게작용할수있는것으로알려져있습니다. 고체에서의다체계현상의경우이외에도격자구조가항상대칭성과위상학적물질상태에영향을줍니다. 또한최근에들어많이연구되는전이금속이나희토류원소를포함한물질에서는스핀 -궤도결합도물질상태를결정하는중요한요소로작용합니다. 강상관계연구단에서는복잡산화물과디랙물질에서의격자구조, 스핀-궤도결합, 전자간상호작용이복합적으로작용해서구현되는각종물질상태를연구하고있습니다. 이런물질들에서는위상적물질상태가상기한여러요소들의결합으로결정되기도하고, 여러가지대칭성이복합적으로깨지는물질상태가나오기도합니다. 따라서실험적으로탐구할대상을제시하고, 실험결과를설명할수있는이론적인연구의병행이필수적입니다. 고체물리이론연구에는다양한방법이개발되어서로상호보완적관계를갖습니다. 일단물질의전자구조를정확하게파악하는것이매우필수적입니다. 상호작용이약한경우이런계산을통해서물리계의성질을전반적으로파악할수있고, 강상관계계산도출발점을여기에둡니다. 여기에필요한계산을선입관없이처리하는방법이밀도범함수이론을이용한제일원리계산입니다. 이와더불어보다현상론적인접근방식으로는모트절연체에쓰이는허바드모델같이물질의가장특징적인성질을포착하는간단한모델을기반에둔연구가있습니다. 이런모델에서는양자장론적방법을사용해서여러물질에서보편적으로나타나는상전이나위상학적특징을파악할수있다는점에서보다폭넓은물성이해를가져올수있는방법론입니다. 이러한방법론은아직발견되지않은물질상태를예측할수있습니다만, 여기서쓰이는낮은에너지서발현되는전자대칭성에맞는모델과실제물질사이의관계를밝히기위해서는, 어떤전자궤도가낮은에너지를갖는지를밝혀주는제일원리계산의도움이필요합니다. 마지막으로강상관계계산을위해서몇가지적분이론외에동력학적평균장이론, 범함수재규격화이론, 밀도행렬재규격화이론등의여러가지어림방법들이개발되어쓰이고있습니다. 물리학과첨단기술 JANUARY/FEBRUARY

2 강상관계물질연구단 이렇게이론연구에여러방법들이상호보완적관계를갖는만큼, 강상관계연구단에서는 3개의독립된이론팀들을운영하고있습니다. 이어지는소개글들을통해서다체계이론을연구하는 Young Scientist Team, 강상관계양자물질이론연구팀, 그리고제일원리계산팀을차례로소개하겠습니다. Young Scientist Team: Many-body Theory 들어가는글 위상적물질상태 (topological state of matter) 는지난 10년간국제물리학계에큰관심을끌면서연구되어왔습니다. 당초에양자홀효과를이해하기위해위상수학적분류가이론적으로도입된것이위상절연체가발견되면서물질상태를이해하는하나의기준으로새롭게정립될수있었습니다. 또한위상적물질상태의종류도처음에위상절연체에서시작한것이, 그이후로위상초전도체, 바일준금속 (Weyl semi-metal) 등으로점점확대되어왔습니다. 특히위상초전도체의경우, 여기서나타나는마요라나페르미온 (Majorana fermion) 을관측하기위한여러실험프로젝트들이수행되어왔습니다. 그러나지금까지의위상적물질상태의이론적인이해는상호작용효과를완전히포함하지못하고, 대부분상호작용효과가약한물리계들에바탕을두어왔습니다. 다체계의물질상태가상호작용에의해서좌우되는경우가많은점을생각해볼때, 상호작용효과에관한이해는위상적물질상태이론의완성을위해서는필수적이라고말할수있습니다. 사실상호작용때문에위상적물질상태가되는경우도분명히알려져있습니다. SmB 6 와같은희토류에서의위상절연체도여기에포함되지만, 무엇보다도모든위상초전도체는전자들이쿠퍼쌍을이루어야생기는현상이므로상호작용이필수적입니다. 이러한위상적물질상태에서상호작용연구가우리 many-body theory team의연구목표입니다. 최근연구 : 위상적물질상태간의경쟁위상초전도체는비통상초전도체인경우가많아서상호작용효과가특히표면에존재하는마요라나페르미온에큰영향을줄수있습니다. 비통상초전도체의경우쿠퍼쌍응축이두가지이상의대칭성을깨는경우가많아서, 쿠퍼쌍내부상태가바닥상태에고정되지않고요동을치기도합니다. 쿠퍼쌍이완전히바닥상태에고정되어있다면, 쿠퍼쌍이깨지면서생기는준입자들사이의상호작용은미미합니다. 하지만반대로쿠퍼쌍의요동이강하다면, 이를통한준입자간상호작용이강해집니다. 마요라나페르미온은가장낮은에너지의준입자이기에 Fig. 1. Schematic representation of interaction in the topological Majorana surface state of topological superconductor. This interaction is mediated by the bulk pairing gap fluctuation. [1] 상호작용효과도가장크게나타나야합니다. 이런마요라나페르미온간의상호작용이나타날수있는물리계로헬륨-3 초유체를연구했습니다. [1] 이초유체는쿠퍼쌍응축으로생성되며, 표면에마요라나페르미온을갖는위상초유체이면서, [2] 일찍부터쿠퍼쌍의요동에의한스핀파가관측되었습니다. 이후추가연구에서는스핀-궤도결합이강한물리계의경우, 위상초전도체상태와일반적 BCS 초전도체상태사이의경합에의한상호작용으로마요라나페르미온표면상태자성화가능성을탐구하고있습니다. [1] 이렇게스핀-궤도결합이위상적물질상태를결정하는데큰영향을미치므로, 이효과를극대화시킬방법을이해할필요가생겼습니다. 위상적물질상태에결정적으로영향을미칠수있는라쉬바 (Rashba) 스핀-궤도결합에서는시간역전대칭성 (time-reversal symmetry) 이보존되게운동량에따라서스핀의에너지차이가생깁니다. 이런스핀-궤도결합을위해서는물질을구성하는원자들에의한상대론적효과외에반전대칭성의깨짐 (parity symmetry breaking) 이중요하게작용할필요가있습니다. 실제로산화물 2차원전자계를연구한결과반전대칭성깨짐효과를극대화함으로서같은전이금속원소로된물질에서도라쉬바스핀 -궤도결합을 10배증폭시킬수있다는계산결과를얻었습니다. [3] 위상적물질상태간의경쟁은상호작용외의전자와광자의결합에도작용할수있습니다. 특히그래핀과유사한구조를 [1] Y.J. Park, S. B. Chung and J. Maciejko, Phys. Rev. B 91, (2015); S. B. Chung, Y.J. Park and J. Maciejko (in preparation 2017). [2] S. B. Chung and S.-C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 103, (2009). [3] M. Kim, J. Ihm and S. B. Chung, Phys. Rev. B 94, (2016). 28 물리학과첨단기술 JANUARY/FEBRUARY 2017

3 Correlated Quantum Matter Theory Research Team 들어가는글 Fig. 2. Scheme for obtaining topological superconductivity from ferroelectric fluctuation, with figures taken from [6,7]. 갖는 MoS 2 나 WTe 2 같은 2 차원디랙물질들에서는베리위상 (Berry phase) 의효과로전자-광자결합과전자간의상호작용이전자와구멍 (hole) 이짝을이루는들뜸알 (exciton) 이생성될때경쟁관계를가질수있습니다. 전자-광자결합은전자와구멍이붙어있는들뜸알을선호하는데비해서, 전자간상호작용은전자와구멍이상호공전 (mutually revolving) 하는들뜸알을선호할수있습니다. 우리연구팀에서는이런경쟁관계로생기는위상적물질상태사이의상전이를연구하고있습니다. [4] 향후연구방향 앞으로중요한연구과제는위상적물질상태에서상호작용의세기를조절할수있는물리계를구현하는것입니다. 우리연구팀에서생각하는방법하나는강유전요동을이용한것입니다. 강유전 -상유전의상전이는격자에스트레인을가하거나두께를조절하는등의다양한방법으로조절할수있으므로, 이를통해서강유전요동의세기를조절할수있습니다. 강유전체는반전대칭성을깨기때문에, 강유전체를기판으로하는 2차원전자계의입장에서이러한요동은곧라쉬바스핀-궤도결합의요동으로도이어지는데, 최근에이런요동에의해서위상초전도상태와 BCS 초전도상태가모두구현될수있음이밝혀졌습니다. [7] 따라서강유전요동을가장큰라쉬바스핀-궤도결합요동으로연결시킬수있는이성접합체를구현한다면, [5] 단순히위상초전도현상을구현할새로운물질을찾는것을넘어서, 마요라나페르미온간에강한상호작용을볼수있는물리계를구현할수있을것으로기대됩니다. [ 정석범 (IBS 강상관계물질연구단 )] 지난 10년간위상절연체 (topological insulator) 에대한연구가전세계적으로활발하게진행되어왔는데, 대부분의연구대상이전자간상호작용이없는절연체로국한되어있습니다. 하지만많은위상물질에서는전자간상호작용이언제나존재하고경우에따라서상호작용효과가아주중요합니다. 예를들어 Ir 산화물과같은전자계의경우에는강한스핀궤도결합으로다양한위상상태가예측이되었는데, [8] 실제로이시스템에서는전자간상호작용도충분히강하여서많은물질에서스핀궤도결합과전자간상호작용을동시에고려해야만그성질을이해할수가있습니다. 일반적으로전자간상호작용을고려하면상호작용이없는시스템에서는존재할수없는새로운위상상태가유도될수있는데이런새로운상태들의일반적인성질을이해하고이런상태를체계적으로분류하는방법을찾는것이굉장히중요한문제입니다. 이와같이스핀-궤도결합과전자간상호작용이큰전자계에서생길수있는새로운위상상태를발견하고그물성을밝히는것이우리 correlated quantum matter theory research team의연구목표입니다. 최근연구주제 최근위상물질연구에서한가지주목할점은위상물질연구의중심이절연체에서준금속으로옮겨오게되었다는사실입니다. 위상성질이에너지간격 (energy gap) 이없는 ( 준 ) 금속시스템에서도나올수있다는사실자체가새로운발상인데다가실제로준금속의저에너지들뜸을기술하는준입자가상대론방정식을만족시키는디랙 (Dirac) 혹은바일 (Weyl) 입자라는사실이많은연구자들의관심을끌고있습니다. 특히최근에수행된일련의실험들이실제여러고체물질들에서다양한형태의디랙 / 바일같은준입자가존재함을증명하였습니다. 특히시스템의시간역전대칭성 (time-reversal symmetry) 이나공간반전대칭성 (inversion symmetry) 이깨진경우에는전도띠 [4] K. Lee, C. Lee, H. Min and S. B. Chung (in preparation 2017). [5] R. Kim, C.-H. Kim and S. B. Chung (in preparation, 2017). [6] Z. Zhong et al., Adv. Mater. Interfaces 2, (2015). [7] Y. Wang, G.-Y. Cho, T. Hughes and E. Fradkin, Phys. Rev. B 93, (2016). [8] B. -J. Yang and Y. B. Kim, Phys. Rev. B 82, (2010). 물리학과첨단기술 JANUARY/FEBRUARY

4 강상관계물질연구단 Fig. 3. (a) Structure of the pyrochlore lattice. (b) Local spin structure of the all-in all-out antiferromagnet. (c) Schematic 3D bulk phase diagram as a function of local Coulomb interaction. (d) Distribution of Weyl points for Weyl semimetal phase. [9] (conduction band) 와원자가띠 (valence band) 의교차점에바일입자 (Weyl fermion) 가존재할수있습니다. 이런바일입자는운동량공간에존재하는자기홀극 (magnetic monopole) 과같은역할을하기때문에여러가지흥미로운위상현상을유발할수있어서많은연구자들이관심을가지고있습니다. 이러한바일입자의성질을연구하기위한한가지중요한물질로서본연구팀은파이로클로어 (pyrochlore) 구조를가지는이리듐산화물 R 2Ir 2O 7(R a rare earth element such as Nd, Sm, Eu, Y etc.) 의성질을집중적으로연구하고있습니다. R 2Ir 2O 7 물질은사실바일입자의존재가능성이처음으로예견되었던물질로많은연구자들의관심을받고있는물질입니다. 이물질의단위낱칸 (unit cell) 에는네개의이리듐원자가사면체구조를이루고있습니다.( 그림 3) 이물질의기저상태는소위말하는 all-in all-out 구조로단위낱칸안의네개의이리듐스핀이사면체의중심방향혹은그반대방향을향하고있게됩니다. 최근일련의이론연구에따르면, 각이리듐사이트에서의국소자기모멘트 (local magnetic moment) 의크기가증가하면서기저상태가금속에서바일준금속, 또절연체로순차적으로상전이가일어날것이예상이되고있습니다. 이중연구자들이가장관심이많은바일준금속상은국소자기모멘트변화에아주민감해서실제로상그림 (phase diagram) 에서자주좁은영역에서만존재가능하다는것이이론적으로알려지게되었는데이런민감성으로인해실제실험에서바일준금속상을직접적으로관찰하는것이아주어렵게됩니다. 이러한문제점을해결하는한가지중요한방법으로본연구팀은물질에자기장을걸어서바일준금속상을유도하는방법에대한연구를수행하고있습니다. 실제로최근의자기저항 (magnetoresistance) 실험에따르면특정방향의자기장의크기가커질수록저항의크기가크게바뀌고비정상홀효과 Fig. 4. Schematic phase diagram as a function of magnetic field and all-in all-out order parameter. [11,12] (anomalous Hall effect) 도크게나오는재미있는결과가관측이되었습니다. [10] 이러한측정결과는자기장에의해새로운형태의바일준금속상태가유도될수있음을보여주는강력한증거가됩니다. 이러한결과를이해하기위해서본연구팀은 R 2Ir 2O 7 시스템에서자기장이유도할수있는새로운위상준금속상태에대해서연구를수행하였고그결과시스템의대칭성과상호작용효과로인해다양한형태의위상준금속상태가나타날수있음을이론적으로증명하였습니다. [11,12] ( 그림 4) 뿐만아니라이러한새로운형태의위상준금속상태가특이한수송현상 (transport phenomena) 을유도할수있다는사실도확인을하였습니다. 향후연구방향 이러한연구성과를바탕으로앞으로우리이론팀은자기장이만드는위상효과의연구를얇은필름 (thin film) 상태의 R 2Ir 2O 7 물질로확장할계획입니다. 실제로얇은필름상태에서는덩치 (bulk) 상태의위상성질과관련된금속상태가표면에존재할수있는데이런표면상태간의상호작용이새로운위상현상을만들어낼수있어서덩치상태에는존재하지않는 [9] B. -J. Yang and N. Nagaosa, Phys. Rev. Lett. 112, (2014). [10] K. Ueda, J. Fujioka, B.-J. Yang, J. Shiogai, A. Tsukazaki, S. Nakamura, S. Awaji, N. Nagaosa and Y. Tokura, Phys. Rev. Lett. 115, (2015). [11] K. Ueda, T. Oh, B.-J. Yang, R. Kaneko, J. Fujioka, N. Nagaosa and Y. Tokura (to be published, 2017). [12] Taekoo Oh and B.-J. Yang (in preparation 2017). 30 물리학과첨단기술 JANUARY/FEBRUARY 2017

5 새로운위상현상을관측할가능성이큽니다. [9,13] 또한여러위상준금속상태가만들어내는위상성질을중성자산란이나자기감수율 (magnetic susceptibility) 측정을통해서확인할수있는방법도고안할계획입니다. 뿐만아니라앞으로는연구대상을 R 2Ir 2O 7 물질에국한하지말고스핀-궤도결합과전자간상호작용이모두중요한다른시스템으로그범위를확장하고자합니다. 예를들어서, Sr 2IrO 4 와같이페로브스카이트구조를가지는이리듐산화물의경우는스핀-궤도결합과전자간상호작용효과로인하여새로운형태의스핀-궤도모트절연체 (spin-orbit Mott insulator) 상태가구현된유명한물질입니다. 최근우리연구팀의연구결과에따르면이물질에서는시스템이가지는특이한대칭성때문에비자성상태의에너지띠구조에겹침이생기게되고이러한에너지띠의겹침이시스템의자성기저상태에중요한영향을준다는사실을확인하였습니다. [14] 이렇게시스템의대칭성과자성, 그리고그로인한위상성질의상관관계를이해할수있는일반적인방법론을만들어내는것이우리연구팀이앞으로풀어야할중요한연구과제중의하나입니다. [ 양범정 ( 서울대학교물리학과 )] 강상관계물질의제일원리계산들어가는글강상관계물질의전자구조, 기저상태혹은들뜸상태들의성질을제일원리로부터계산해내는것은최근자성이론연구에매우중요한부분이다. 지난 30여년간산화물분야에서의가장중요한주제들이었던고온초전도구리산화물의모화합물혹은거대자기저항물질인망간산화물등의자성은모트절연체상으로설명되어지는전자구조와밀접하게연관되어있다. 이러한강상관전자계의자성을이해하기위한표준적인접근방법은몇가지의물리적인파라미터들 ( 전자들의운동에너지, 상호작용에너지 ) 로만들어진모델해밀토니언을이용한것이다. 모트절연체에서의도체-부도체상전이현상은간단한허버드모델을통해많은부분이이해되었다. 모델에기반을둔연구의어려움은계산파라미터들을어떻게알아낼것인가에있다. 이파라미터들을결정하기위해서이미알려진실험값등을이용하여파라미터들을정하고이렇게세운모델들을통하여물성들을분석하고새로운현상을예측하게된다. 이때어떤모델을어떻게세웠느냐에따라계산결과는달라질수밖에없다. 그렇다면복잡한격자구조와많은수원자를포함하는실제시스템에서의전자구조를이해하고예측하기위해서는이러한 파라미터들이필요없는, 소위제일원리 (first-principles) 계산의중요성및필요성은굳이부연설명이필요하지않을것이다. 밀도범함수이론은이러한필요를채워줄수있는제일원리이론이다. 최신밀도범함수이론계산프로그램과슈퍼컴퓨터파워의발전은국소밀도근사법이라는일반화된방법론아래많은물질들의전자구조를성공적으로계산할수있게해주었다. 하지만국소밀도근사법은우리연구단의주된관심사인강상관계물질들에서는전자들의다체계상호작용을제대로다루지못해서발생하는한계점들이있고, 따라서많은부분에있어서이근사법이가지는한계를유의하여계산을수행해야하며, 이에따른해석또한마찬가지이다. 이러한문제를보다근본적으로해결하기위해서도입된국소밀도근사법더하기 U 이론이나동적평균장이론등을좀더개선하고적용하는것은제일원리계산을통해강상관계문제를접근하는데에있어서중요한숙제이다. 스트레인을통한 Sr 3Ir 2O 7 에서의스핀 - 플랍전이 최근여러연구결과들을통해이리듐산화물 Sr 2IrO 4 에서새로운 eff 1/2 상태가나타난다는것이밝혀졌다. [15,16] 더구나 Sr 2IrO 4 은그것의결정구조적, 자기적특성의유사성때문에구리산화물고온초전도체에서보여지는상태도와유사한물리현상을기대하게되었다. Sr 2IrO 4 의이층구조에해당하는이리듐산화물인 Sr 3Ir 2O 7 은 c축을향해이리듐의스핀모멘트들이평행하게반자성형태로정렬되어있는자기기저상태를가지고있는것으로알려져있다. [17] 이는 Sr 2IrO 4 의경우와매우대조적인것인데, Sr 2IrO 4 의경우에는스핀모멘트들이 ab 평면위에있는틀어진반자성형태의자기기저상태를가진다. 이러한자기비등방성의차이는스핀웨이브갭에서도크게나타나서, Sr 2IrO 4 에서는거의 0에가까운마그논갭이 Sr 3Ir 2O 7 에서는매우크게나타나는것으로엑스선산란실험을통해밝혀졌다. [18] 마그논갭은스핀들뜸에크게영향을미치기때문에, 두물질의마그논갭의차이는스핀들뜸이중요한역할을하는현상에크게차이를보일것으로기대된다. [13] R. Schaffer, E. K.-H. Lee, B. -J. Yang and Y. B. Kim, Rep. Prog. Phys. 79, 9, (2016). [14] J. H. Park, H. Jin and B.-J.Yang (in preparation 2017). [15] B. J. Kim et al., Phys. Rev. Lett. 101, (2008). [16] B. J. Kim et al., Science 326, 1329 (2009). [17] J. W. Kim et al., Phys. Rev. Lett. 109, (2012). [18] J. Kim et al., Phys. Rev. Lett. 109, (2012). 물리학과첨단기술 JANUARY/FEBRUARY

6 강상관계물질연구단 Fig. 5. Schematic diagram of two possible magnetic ground states in Sr 3Ir 2O 7. 우리팀에서는 Sr 3 Ir 2 O 7 박막에서일어날수있을것으로기대되는스트레인에의한자성성전이를제일원리계산을통해연구하였다. 3% 에서 0% 범위의에피탁샬압축스트레인에의해서시스템이가질수있는자기기저상태는 2가지로기대될수있는데, 하나는본래 Sr 3Ir 2O 7 에서처럼 c축에평행하게정렬되어있는상태 (c-afm) 이고, 다른하나는 ab 평면에평행하게정렬되어있는상태 (a-wfm) 이다 ( 그림 5 참조 ). 이두가지상태는스트레인에의해조절이가능하며, 곧대략 1% 정도전후의스트레인을통하여스핀 -플랍전이를볼수있게된다 ( 그림 6). 더구나 a-wfm 상태에서는스핀의캔팅모멘트에의한강자성모멘트가생기는상황까지기대할수있게된다. 우리가제일원리계산을통하여예측한결과는결국스트레인을통해자기비등방성을조절한것이고, 결국이러한자기비등방성조절을통해서이층이리듐산화물에서의마그논갭등에도크게영향을미칠것으로보여진다. 향후연구방향제일원리계산을통해전이금속산화물의자기기저상태를계산하고예측하는것은매우강력하고유용한작업이다. 우리연구팀은이층이리듐산화물에서예측한스핀-플랍현상과같이다양한결정구조상황속에서자기상전이를예측하고관련된실험을제안하는일들을계속해서수행할예정이다. 특히이리듐산화물은스핀-궤도가얽혀있는전자구조로인해초전도, 스핀리퀴드등과같은희귀한현상들이논의되고있으므로이리듐산화물에대한제일원리계산은매우유용할것이다. 또한서문에서밝힌바와같이동적평균장이론과같은방법론을개선, 적용하여보다다양한강상관계문제를연구할수있도록하는것은장기적으로진행되어야할연구방향이다. [ 김충현 (IBS 강상관계물질연구단 )] Fig. 6. Strain dependence of the magnetic structure stability and net spin polarization for (001) Sr 3Ir 2O 7 films. 이론팀맺음말 이제까지살펴본강상관계연구단이론팀의제연구들은두가지측면에서공동연구가중요하게작용합니다. 하나는실험그룹들과의공동연구로한편으로는새로운연구의방향을제시하고다른한편으로는기존실험결과를분석하는데도움을주는것입니다. 실제로제1그룹의이리듐산화물이성접합체라만 (Raman) 실험이나제3그룹의루테늄 (ruthenium) 산화물실험에는제일원리계산팀의기여가매우중요하게작용했습니다. 또루테늄산화물에서의강자성체 -초전도체이성접합체나이리듐산화물준금속에서의수송현상분석에도다체계이론연구팀과강상관양자물질이론연구팀이기여하고있습니다. 한편실험그룹의새로운연구방향을제시하는데있어서는이론팀들간의공동연구가매우중요한요소로작용하고있습니다. 강유전요동에의한위상초전도체구현연구는우선강유전요동을갖는기판을포함하는이성접합체의전자구조분석이필요함으로다체계이론연구팀과제일원리계산팀의공동연구가필수적입니다. 또강상관양자물질이론연구팀의페로브스카이트이리듐산화물바닥상태연구에도제일원리계산은중요한요소로포함되어있습니다. 그리고위상적준금속에서의초전도현상연구는현재강상관양자물질이론연구팀과다체계이론연구팀이공동으로진행중입니다. 앞으로연구단이더자리를잡으면서이론팀간의공동연구와실험연구에이론팀참여는더욱더활발해질것으로기대됩니다. 이러한이론팀의활동이연구단전체의연구역량을증진시키는데크게기여할것으로기대됩니다. 32 물리학과첨단기술 JANUARY/FEBRUARY 2017