Two-dimensional (2D) materials have attracted considerable attention as one of the ideal material groups in nanotechnology due to their outstanding physical properties. Over the past decade, the probing and analysis of various physical properties of 2D materials have provided fundamental information for in-depth comprehension and specialized applications. Recently, diverse technologies for controlling physical properties have been actively investigated, providing a new degree of freedom in the design and realization of effective 2D devices. This dissertation employs ultrafast spectroscopy to examine the optical/electrical properties of various 2D materials, including graphene, metallic transition metal dichalcogenides, and topological insulators. Particularly, I intend to focus on the pathway of controlling physical properties on an ultrafast timescale using interlayer coupling and vibrations.
2차원 물질은 자체의 우수한 물리적 성질로 인하여 나노기술 분야의 이상적인 물질 군 중의 하나로 떠오르고 있다. 지난 10여 년간 2차원 소재에 대한 다양한 물성 연구 결과는 깊은 이해와 구체적인 응용을 위한 기본 정보를 제공하였다. 최근, 물성 제어를 위한 다양한 기술은 2차원 소자의 디자인 및 실현에 새로운 자유도를 제공할 수 있어 활발히 연구되는 분야이다. 본 학위논문에서는 초고속 분광법을 사용하여 그래핀, 금속성 전이금속 디칼코게나이드 및 위상학적 절연체를 포함하는 다양한 2차원 물질에서의 광학적/전기적 특성 대해 고찰하며, 특히 층간 결합 및 층간 진동을 광 유도하여 초고속 시간 스케일에서 물성 제어 방법 등을 다루고자 한다.
