유기 초전도체의 탐색과 물성 연구(Materials research on organic superconductors)

전문가 제언

□ 금속이나 합금에서 낮은 온도에서 전기저항이 0이 되는 현상이 존재한다는 사실을 발견한 사람은 H. Kamerlingh-Onnes이다. 그는 1911년 수은의 극저온에서 초전도 현상을 발견하였다. 그 후 초전도체에 대한 연구가 점진적으로 성장하다가 1980년대 후반에서 YBC 화합물에서 고온 초전도 현상이 발견되면서 초전도체 연구가 전성기를 이루었다.

○ 그런데 유기물질에서 초전도체 현상이 나타나는 것을 발견한 사람은 Jerome이다. 그는 1980년 (TMTSF)2PF6 화합물에 1K에서 초전도 현상이 있는 것을 발견하였다. 그 후 다른 유기물질에서도 1K 이상의 고온 초전도체가 발견되었으나, 응용 개발의 수준에는 이르지 못하고 아직도 기초 설계 단계에 머물고 있다.

□ 유기 초전도체를 개발하는 데는 첫째, 전도성이 양호한 저차원 물질을 탐색하는 것, 둘째로 차원을 높여서 저온에서 금속-절연체 전이를 억제하는 것, 셋째로 2차원 물질의 금속은 반드시 저온에서 절연체로 전이하여 초전도체로는 되지 않는다는 것에 근거를 둔다. 그래서 도너, 억셉터를 조합한 전하이동 착화합물이 대상이 된다. 또 축에 수직방향 상호작용을 강화하여 차원을 높이기도 한다. 이를 위하여 도너 및 억셉터를 조합하여 가압하고 칼코겐원소를 이용하여 화합물을 설계한다. 이렇게 해서 얻은 유기 초전도체의 대부분은 그 임계온도가 10K 근처이다. 이 물질은 TMTSF와 BEDT-TTF를 가지는 구조가 주종을 이루고 있다. 이온화 에너지가 작은 전자공여성이 풍부한 물질이다. 억셉터는 강산이고 전자를 수용하기 쉬운 물질이다.

□ 유기 및 무기를 막론하고 초전도체의 연구는 한때 전성기를 이루었으나 지금은 연구가 침체된 것처럼 보인다. 그러나 초전도체의 연구인력은 어떤 나라도 보유하고 있다. 우리나라도 각 대학 및 연구기관에서 기초연구를 꾸준히 수행하고 있으나 장기적인 목표를 수립하여 이끌어야 할 것이다.

저자

Kazushi KANODA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2005

권(호)

74(1)

잡지명

응용물리(A005)

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

9~16

분석자

박*학

분석물

• 유기 초전도체의 탐색과 물성 연구.pdf [175,368 byte]

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