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First-principles study of shift current mechanism in various inversion-broken systems
Bumseop Kim,Noejung Park,Jeongwoo Kim 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.2
Bulk photovoltaic effect characterized by the generation of a steady photocurrent without the aid of external p-n junction has attracted a lot of attention due to its novel physics and potential for high-performance solar cell device. We briefly introduce basic theory of bulk photovoltaic effect and show the electronic origin and photocurrent mechanism in organic molecular solids (TTF-CA), hybrid halide perovskite (MAPbI3 and FAPbI3), and transition metal dichalcogenides (TMDs). For TTF-CA, we show the electronic origin of the photovoltaic property of TTF-CA at low temperature (< 81 K). In the high-temperature phase, despite a net zero current, a non-vanishing shift current can be generated by the interchain effect. In addition, we find that the ferroelectric polarization of the hybrid halide perovskite is largely dominated by the ionic contribution of the molecular cation. In contrast, the photovoltaic nature is mostly determined by the intrinsic electronic band properties near the Fermi level, originating from iodine to lead atoms (inorganic backbone). At last, we investigate the underlying physics of the large bulk photovoltaic effect of the one-dimensional WS₂ nanotube and present the possibility of giant shift current over four times larger than the experimental value in the near-infrared region. Our results provide a fundamental understanding of intriguing bulk photovoltaic materials and pave a way for their practical applications.
Bumseop Kim,Mahmut Sait Okyay,Noejung Park 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.1
The effect of light pulse on magnetic materials have attracted broad interest in the perspective of laser-induced demagnetization and ultrafast controls of spin [1-3]. Here we focus on the fact that, beyond such passive roles, appropriately selected light conditions can result in more active effect in terms of magnetization density and magnetization direction. We selected a few examples of two-dimensional ferromagnetic insulators, and performed real-time time-dependent density functional theory by implementing the external light field in terms of vector potential. We find that asymmetric single-cycle light pulses can rotate the anisotropic local magnetization direction smoothly as shown in Fig 1. We discuss the effect of this optical reorientation of local moment, in the context of Mermin-Wagner’s theorem, on the long-range order of two-dimensional magnet. Our first-principles computations of real materials expect that this optical control of magnetization direction can adjust the Berry curvature distribution over the Brillouin zone, which eventually can switch the topological nature of quantum anomalous Hall state of ferromagnetic insulators.
김동현(Kim, Dong Hyun),함범섭(Ham, Bumseop),손광훈(Sohn, Kwanghoon) 한국방송·미디어공학회 2011 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.7
3차원 영상과 더불어 스테레오 영상의 관심이 늘어남에 따라 좌, 우 영상의 매칭을 통해 변이를 추정하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 변이 추정을 위해 많이 사용되는 영역 기반(Block-based)의 전체 탐색 알고리즘보다 효율적이고 계산량이 적은 변이 추정을 할 수 있도록 변이 탐색 범위를 제공해주는 방법을 제안한다. 제안되는 알고리즘은 해리스 코너 포인트 검출기를 이용하여 좌, 우 영상 각각의 특징 점을 추출한 후, 특징 점의 정보를 이용하여 스테레오 매칭을 한다. 스테레오 매칭 시 이를 히스토그램화 하여 좌, 우 영상의 변이 추정을 위한 탐색 범위를 제공한다.
시점 생성 기법을 이용한 3차원 비디오 부호화의 시점 간 예측 기술
김동현(Donghyun Kim),서정동(Jungdong Seo),함범섭(Bumseop Ham),최진욱(Jinwook Choi),손광훈(Kwanghoon Sohn) 한국방송·미디어공학회 2010 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2010 No.7
멀티미디어 신호 처리 분야의 급속한 발전으로 인해 3차원 TV(3DTV)는 차세대 방송 시스템 시장에서 가장 주목을 받는 제품이 되었다. 3DTV는 사용자에게 입체감을 제공하여 사용자가 마치 그곳에 있는 듯한 효과를 줄 수 있다. 이에 최근 다시점 컬러 영상과 그에 대응되는 깊이 영상을 이용하여 다양한 위치에서의 입체 영상을 제공하는 기술이 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 주어지는 다시점 컬러 영상과 깊이 영상의 정보를 동시에 이용하여 다시점 영상부호화의 효율을 높이는데 그 목적이 있다. 이를 위해 시점 생성 기법을 통해 다시점 영상의 부호화 시 참조하는 주변 시점의 영상들로부터 계산되는 변이 벡터 정보를 줄이는 방법을 제안한다. 실험 결과, 기존의 다시점 비디오 부호화에 비해서 약 0.5∼1.5 dB정도의 화질 개선이 이뤄졌고, 평균 17.5%의 비트율 감소를 보였다.
Mahmut Sait Okyay,Bumseop Kim,Noejung Park 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.2
All-optical helicity-dependent switching of magnetism has attracted broad attention from the perspective of non-magnetic fast control of spins. We examine ultrafast spin dynamics of two-dimensional non-magnetic semiconductors, particularly focusing on alteration of material’s time-reversal and valley symmetries driven by a circularly polarized light. Monolayer MoS₂ was selected as an exemplary system and the real-time time-dependent density functional theory (rt-TDDFT) calculations were carried out, together with a model Hamiltonian analysis. As a distinction from some of the previous reports, this study was circumscribed to the non-excitonic regime, i.e., an interval of frequency values below the band gap. 〈그림 본문참조〉 Our real-time ab initio calculations show that a circularly polarized light can induce a net magnetization in a non-magnetic two-dimensional material. We demonstrate that the magnetic responses are particularly amplified when the applied electric fields are in resonance with the spin-flipping band transition between valence and conduction bands through the second harmonic of the light. We forecast that a tunable spin dynamics can be achieved from these non-magnetic semiconductors when the light of the resonant frequency is combined with a proper setting of a few parameters such as field strength, pulse duration and the magnitude of spin-orbit coupling.