강 상관 전자계의 새로운 현상과 물질(New materials and phenomena arising from competing orders in strongly correlated electron systems)

전문가 제언

□ 초전도를 광범위하게 응용하려면 임계온도가 더 높은 초전도체에 의한 고온 초전도의 개발이 필요하다. 1986년 스위스의 Müller와 Bednorz가 Ba(barium), La(lanthanium), Cu를 섞어 가열해서 얻은 세라믹이 임계온도 30K에서 초전도체가 되는 것을 발견하였다. 금속이 아닌 산화물에 의한 산화물 초전도의 착안으로 그들은 1987년도 노벨물리학상을 수상하였다. 그 후 1987년 초 Ba, Y(yttrium), Cu 산화물이 임계온도 90K에서 초전도체로 되는 것을 미국, 중국 및 일본 등에서 발견하였다.

□ 그 후 발견된 많은 산화물 초전도체는 모두 구리를 함유한 물질이며 조성에 의해 란탄계, 이트륨계, 비스무트계(bismuth) 및 탈륨계(thallium) 등으로 분류된다. 최고 임계온도는 탈륨계가 약 125K이다. 실용화는 이들 물질을 박막과 소자로 만드는 것이 중요하며 이에 대한 기술도 많이 발전하였다. 그러나 초전도 상태를 유지하면서 흐르는 최대 전류인 임계전류에 대한 기술개발은 아직 부족한 상태이다.

□ 전이 중에는 일어나기 쉬운 허용 전이와 일어나기 어려운 금지 전이가 있다. 엄밀히는 다중 전개로 정의하여 최저 차의 근사로 얻을 수 있는 전이 모멘트가 0인 전이를 금지 전이, 0이 아닌 전이를 허용 전이라고 한다. 원자물리학에서 방사 흡수되는 빛은 최저차 전기 쌍극자 모멘트에 의해 일어나는 전이를 제외하고는 모두 금지 전이가 된다. 그러나 전기 쌍극자 중에서도 스핀 파동함수의 직교성 때문에 전이 확률이 허용 전이에 비해 몹시 적어지는 경우가 있으며, 이것을 스핀 금지 전이라 한다. 원자핵 물리학에서도 스핀 변화가 두 개 이상인 전이를 금지 전이라 한다.

□ 특히 고온 초전도체와 그 주변 물질에서는 질서가 경쟁하여 서로를 억제하게 된다. 그 결과 열역학적인 상전이를 일으켜 질서가 불균일하게 성장하여 특이한 성질을 나타낸다. 본 연구에서는 질서 경쟁에 의해서 생기는 새로운 현상이나 새로운 물질에 대해서 설명하고 있다. 상관관계가 강한 전자계에서는 다수의 상전이가 경쟁하여 상의 질서가 불균일하게 성장한다. 이러한 물리학적으로 광범위하고 깊은 연구가 향후 미지의 기능성 재료 개발에 더욱 활용되기를 기대한다.

저자

Ichiro TERASAKI

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2005

권(호)

74(1)

잡지명

응용물리(A005)

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

3~8

분석자

오*섭

분석물

• 강 상관 전자계의 새로운 현상과 물질.pdf [190,085 byte]

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