두께에 따른 WTe2의 복굴절 특성 관찰 = Thickness Dependent of Birefringence Property in WTe2

국문 초록 (Abstract)

Weyl semimetal 중 하나인 WTe2는 두께에 따라 금속 특성과 반도체 특성을 갖는 물질이다. 그중에서도 Td-phase WTe2는 대칭성이 깨진 결정구조에 의해 야기하는 anomalous Hall effect로 인하여, 물질에 전류가 흐를 때 표면에 수직한 방향으로 자기장 특성이 생기는 위상 물질이다. 이러한 특성은 결정의 대칭성과 전류가 이루는 각도에 의존적이다. 예를 들면 WTe2에 선형편광 빛이 입사하는 경우에 빛의 편광방향으로의 전기장이 WTe2 표면에 형성되고, 따라서 WTe2 표면에 자유전자의 진동에 의한 전류가 발생한다. 빛의 편광 방향에 따라 표면에 수직한 자화의 크기가 달라지기 때문에 굴절률도 달라져 복굴절 특성이 나타난다. 본 연구에서는 WTe2의 복굴절 특성을 관찰하기 위해 선형 편광된 빛을 WTe2 표면에 입사하고, 결정방향을 회전하며 반사광을 측정하였다. 특히 두꺼운 벌크구조와 얇은 박막구조의 두가지 WTe2를 준비하여 반사광을 측정하여 두께에 의존적인 WTe2의 복굴절 특성을 확인하였다. 그 결과 얇은 박막구조에서 더 강한 복굴절 특성을 관찰할 수 있었다. 이러한 현상은 층수가 많아질 수록 저항이 커지는 WTe2 의 특성에 기인한다고 볼 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Td-phase WTe2 is a phase material with a magnetic characteristic due to the anomalous Hall effect. When linearly polarized light is illuminated on WTe2, an electric field in the polarization direction is formed on the surface of WTe2, and thus an electrical current is generated by oscillation of free electrons. Since the magnitude of the magnetization perpendicular to the surface varies depending on the polarization direction of light, the refractive index also changes, resulting in birefringence. In this study, in order to observe the birefringence characteristics of WTe2, linearly polarized light was incident on the WTe2 surface, and the reflected light was measured while rotating the crystal direction. Moreover, two types of WTe2, a thick bulk structure and a thin film structure, were prepared and reflected light was measured to confirm the thickness-dependent birefringence characteristics of WTe2. As a result, stronger birefringence characteristic was observed in the thin film structure. This phenomenon can be attributed to the characteristic of WTe2, in which resistance increases as the number of layers increases.