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BEDT-TTF 유도체: 합성, 성질, 응용(Substituted BEDT-TTF derivatives: synthesis, chirality, properties potential applications)

전문가 제언: □ 이 글은 John D. Wallis 교수(Nottingham Trent University, Zurich)와 그의 제자 Jon-Paul Griffiths 박사(Oxford University, London)가 쓴 논문을 Journal of Materials Chemistry 15, (2005)에 기고한 내용이다. 방대한 문헌을 참고로 하였다.

□ 이 논문의 내용은 BEDT-TTF의 유도체 제조방법에 관한 다양한 방법을 거론하고 있다. BEDT-TTF가 유기 초전도체의 골격으로 주목을 받게 된 것은 무기물에 대한 초전도체가 발견되고서부터이다. (TMTSF)2X 계열과 (BEDT-TTF)-X 계열의 유도체가 주종을 이루고 있다. 양계열의 화합물에 음이온 PF6-, AsF6-, SbF6-, TaF6-, NbF6-, ClO4-, ReO4-, FSO3-, I2-, (ET)2(I3)2.3-, I3(I8)0.5-, IBr2-, AuI2- 등을 첨가하여 1980년대에 유기 초전도체 연구의 전성기를 이루었다. 지금도 초전도체를 견양한 이 분야의 연구가 꾸준히 이루어지고 있다.

□ (BEDT-TTF)-X 계열 화합물은 2차원성이 비교적 강하고 저온에서 금속상태를 나타내는 경우가 많다. 그 이유는 BEDT-TTF의 분자면에 수직방향으로 π전자결합과 분자면 내의 S-S 결합으로 인한 것이다. 차원수가 증가함에 따라 금속-절연체 전이는 비교적 억제를 당한다. 이 계열의 화합물에서 특히 주목을 받고 있는 것은 β-(BEDT-TTF)2I3으로 알려져 있다. 이 물질을 만들었을 때에는 Tc가 1.4K이지만 1kbar정도로 가압한 후에 압력을 풀면 Tc가 8K정도까지 상승한다. 그 원인은 이방성에 대한 응력 때문으로 설명하지만 상세한 것은 밝혀지지 않고 있다. 유기물 초전도체에서 완전 등방성인 3차원 sp3 유기 초전도체를 만든다는 것은 유기물의 결합속성으로 보았을 때 불가능하다고 본다. 이것이 유기 초전체의 가능성을 원리적으로 제약하고 있다.

□ (BEDT-TTF)-X, (TMTSF)2X 계열 화합물에서 Tc는 0.38~14.0정도로 나타난다. 연구개발의 진전에 따라 획기적인 Tc 상승을 기대하고 있으나 쉬운 문제는 아닐 것이다. 그래서 이 계열 화합물의 다른 용도로의 전환도 나타나고 있다. 한국에서도 초전도 개발의 열기는 한때 크게 고조되어 있었다. 초전도의 연구 인력은 우리도 선진국에 비해서 손색이 없는 것으로 알고 있다.

저자: Wallis, JD; Griffiths, JP
자료유형: 학술정보