A tutorial session provides a basic introduction to a new field in physics, especially aimed for students and beginning researchers.
[Note] Usually the lectures will be given in Korean, although the slides are made in English. E (K) represents an ‘English session’(‘Korean session’) where all authors present in English(Korean).

1)K [Condensed Matter Physics, Applied Physics, Semiconductor Physics] 4차원 주사투과전자현미경(4D-STEM)을 활용한 응집물질물성연구 (Utilizing 4D-STEM for Characterization of Emerging Phenomena in Condensed Matter Systems) - 양용수(한국과학기술원), 김관표(연세대학교), 유효빈(서강대학교), 장소연(서울대학교)
TIME/VENUE: April 24 (Wednesday) 10:00 - 11:48 / DCC1   Rm. 107
Session Code: T7-co
초청연사: 양용수(한국과학기술원)

기존의 주사투과전자현미경(STEM) 기술은 주로 실공간에서의 2차원적인 정보를 원자수준의 고분해능으로 제공하였다. 최근 몇년간에 걸친 전자검출기 기술의 발전에 힘입어 이제 STEM 기술은 2차원의 실공간 뿐만 아니라 연관된 2차원의 역공간에서의 변화, 즉 2차원 × 2차원 = 4차원적인 정보를 한번의 스캔으로 전부 측정하는 4차원 주사투과전자현미경(4D-STEM) 기술로 발돋움하였다. 이를 기반으로 더 적은 양의 전자만으로도 더 높은 공간분해능과 가벼운 원소에 대한 민감성을 획득하고, 국소적 격자구조나 strain, 비정질 물질 구조까지도 고분해능으로 측정할 수 있다. 이 4D-STEM 기술은 구조 결함(defect, dislocation, grain boundary)이나 국소적 구조변화(ferroelectric domain, charge density wave, strain field) 와 연관된 다양한 응집물리분야의 물성분석에 광범위하게 응용 가능할 것으로 기대된다. 본 튜토리얼 세션에서는 4D-STEM에 대한 개념적인 설명을 제공할뿐만 아니라 이에 기반한 위상대조(phase contrast) 분석기법 및 strain 분석기법을 소개하고, 이를 실제 측정 데이터에 응용하는 방법을 직접 현장에서 demonstration 하는 형태로 준비함으로써 참가자들이 각자의 연구에 직접 적용할 수 있는 기반을 마련하고자 한다.

Previously, the scanning transmission electron microscopy (STEM) technology has primarily provided two-dimensional information in real space with atomic-level resolution. The development in electron detector technology over the past few years allowed the novel scheme of 4D-STEM, capturing four-dimensional information (2D in real space × 2D in reciprocal space) in a single scan. Based on this, higher spatial resolution and sensitivity to lighter elements can be achieved with a lower electron dose. It can even measure local lattice structures, strains, and amorphous material structures with nanometer-scale resolution. The 4D-STEM technique is expected to be widely applicable in various condensed matter systems related to structural defects (point defects, dislocations, grain boundaries), and local structural changes (ferroelectric domains, charge density waves, strain fields). In this tutorial session, we not only provide a conceptual explanation of 4D-STEM but also introduce phase-contrast analysis techniques and strain analysis techniques based on it. Additionally, we plan to demonstrate how to apply these methods to actual measurement data, aiming to provide participants with a foundation they can directly apply to their own research.

2)K [Condensed Matter Physics] 교자성 물질의 전자구조 및 대칭성 분석 (Electronic Structure and Symmetry Analysis of Altermagnetic Materials) - 김재훈 (연세대), 임성현 (울산대)
TIME/VENUE: April 24 (Wednesday) 10:00 - 11:48 / DCC1   Rm. 108
Session Code: T8-co
초청연사: 강창종 (충남대)

최근 새로운 자성 상태인 교자성이 이론적으로 제안되었고, 이를 실험적으로 검증하려는 연구들이 각국에서 활발히 진행되고 있다. 기존의 강자성과 반강자성과 달리 교자성은 알짜 자화량이 0으로 반자성과 같지만, 시간 역전 대칭성이 깨져 있는 독특한 전자구조를 가진다. 이번 튜토리얼에서는 교자성 물질의 전자구조를 이해하고 교자성 물질이 지니는 대칭성에 대해 살펴보고자 한다.

Recently, a new magnetic state called altermagnetism has been theoretically proposed, and research efforts to experimentally verify it are actively underway in various countries. Unlike conventional ferromagnetism and antiferromagnetism, altermagnetism has a unique electronic structure with a zero net magnetization, similar to antiferromagnetism, but with broken time-reversal symmetry. In this tutorial, we aim to understand the electronic structure of altermagnetic materials and explore symmetries they possess.

3) K [Applied Physics] 최신 산화물 박막 증착 기술 (Advanced thin film deposition methods for complex oxides) - 양상모 (서강대)
TIME/VENUE: April 24 (Wednesday) 10:00 - 10:48 / DCC1   Rm. 104
Session Code: T4-ap
초청연사: 김우진 (부산대)

산화물 박막은 강유전성, 강자성, 초전도성 등 여러가지 흥미로운 물성을 보이는 동시에 메모리, 뉴로모픽 소자, 디스플레이 등 여러가지 응용분야에도 널리 사용되기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 최근에 remote epitaxy를 비롯하여 산화물 박막 증착 기술에 큰 발전이 있었던 만큼 이에 관해 심도있게 다뤄보고자 한다.

Oxide thin films exhibit various fascinating properties such as ferroelectricity, ferromagnetism, and superconductivity. Simultaneously, they find widespread applications in memories, neuromorphic devices, displays, and more. Due to their versatile nature, extensive research is underway. Recent advancements in oxide thin film deposition techniques, including remote epitaxy, have significantly contributed to the field. In this tutorial, we discuss the oxide deposition technologies from the basics to the advances.

4) [Plasma Physics] 반도체 산업에 응용되는 플라즈마 물리 (Plasma Physics Applications to Semiconductor Industry) - 이해준 (부산대), 유신재 (충남대)
TIME/VENUE: April 24 (Wednesday) 10:00 - 11:12 / DCC1   Rm. 205
Session Code: T12-pl
초청연사: 김진석(Tokyo Electron), 이동수(Lam Research Korea), 유동헌(KWT Solution)

• KIM Jin Seok (Simulation Technology Development Department, Tokyo Electron, Japan), "Plasma Deposition Process for Semiconductor Industry"
• LEE Dongsoo (Dielectric Etch, Lam Research Korea), "Plasma Etch Process for Semiconductor Industry"
• YU Dong Hun (Simulation Research Center, KWT Solution), "Plasma Deposition Process for Semiconductor Industry"

인공지능이 주도하는 4차산업혁명 시대에 반도체의 중요성이 더욱 고조되고 있고, 특히 반도체의 선폭이 감소할수록 제조 공정에서 사용되는 플라즈마 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다. 본 세션에서는 플라즈마 공정 및 장비 분야의 업무를 담당하는 산업체 전문가를 모시고 플라즈마 물리학이 반도체 산업에 어떻게 이용되고 있는지 소개한다.

In the era of the Fourth Industrial Revolution led by artificial intelligence, the importance of semiconductors is becoming even more pronounced. Particularly, as the semiconductor linewidth decreases, the significance of plasma technology used in the manufacturing process is growing. This session introduces how plasma physics is utilized in the semiconductor industry, featuring experts responsible for tasks in the industrial field of semiconductor process.

5) K [Semiconductor Physics] 아토 및 펨토초 기반의 반도체 초고속 현상에 대한 이해 (Ultrafast Phenomena in Semiconductors by Femto and Attosecond Lasers) - 류상완 (전남대), 안상민 (전북대), 박혜성 (고려대), 김기강 (성균관대)
TIME/VENUE: April 24 (Wednesday) 10:00 - 11:36 / DCC1   Rm. 201
Session Code: T9-se
초청연사: 이재동 (DGIST), 김경택 (GIST)

• LEE JaeDong (Department of Physics and Chemistry, DGIST)), "Electron dynamics in ultrafast time domains"
• KIM Kyung Taec (Department of Physics and Photon Science, GIST), "Attosecond pulses for probing ultrafast electron dynamics in atoms, molecules, and solids"

아토초 영역의 초고속 광학현상은 2023년 노벨 물리학상을 수상함으로서 크게 관심을 받고 있는 주제이다. 본 튜토리얼 세션에서는 아토초 및 펨토초 분광학 이론과 함께 반도체 내의 초고속 전자 및 광자 동역학에 대한 강연을 진행하고자 한다.

Ultrafast optical phenomena in the atosecond regime are a topic of great interest, with the Nobel Prize in Physics being awarded in 2023. In this tutorial session, we will discuss the theory behind atosecond and femtosecond spectroscopy, as well as ultrafast electron and photon dynamics in semiconductors.

6) K [Biological Physics] 극저온 전자 현미경은 무엇인가? (What is Cryo-EM ?) - 손민주(포항공대)
TIME/VENUE: April 24 (Wednesday) 10:00 - 10:48 / DCC1   Rm. 206
Session Code: T13-bp
초청연사: 김영진 (POSTECH)

전자 현미경은 처음에는 거대 고분자의 고해상도 구조 해석으로 자리매김했지만, 최근에 detector 개발과 소프트웨어 발전 등의 중요한 기술들의 발전으로 사이즈가 작은 단백질 및 세포막 단백질의 구조 연구를 가능하게 되면서 중요한 구조생물학 기법이 되었습니다. 본 튜토리얼 세션에서는 이 Cryo-em의 원리와 사용방법 및 예들을 통해서 Cryo-EM에 대해서 배워보고자 합니다.

Electron microscopy was initially used for high-resolution structural analysis of large macromolecules, but recent advances in important technologies such as detector development and software development have made it possible to study the structure of small proteins and membrane proteins. Cryo-EM has become an important structural biology technique now. This tutorial session will introduce Cryo-EM and explain its principles, usage, and examples.