고온초전도의 이해(II)-최신 토픽

전문가 제언

○ 20년 전 세계적으로 과학기술계는 물론이고 매스컴을 통해 일반인들에게도 큰 관심의 대상이었던 구리산화물 고온초전도체(HTS)가 발견되었다. “제2의 전기의 발견”, “제3의 산업혁명”이라고 불리던 HTS 연구에는 막대한 연구비와 노력이 투입되었다. 그 결과로 휴대폰의 기지국에 사용되는 마이크로파 필터가 상용화되었고 초전도 전력케이블, 변압기, 대형선박용 모터 등의 시제품이 제작되었다.

○ HTS의 기본 메커니즘에 관한 연구는 아직 해결해야 할 문제가 많다. HTS는 여러 개의 원소로 구성된 구리산화물이므로 초전도 기본 메커니즘의 규명이 어렵다는 사실은 처음부터 알려져 있었다. 그럼에도 불구하고 그간 논란의 대상이던 고온초전도체의 전하 나르개가 대부분 홀(hole)이며 스핀요동이 전자쌍의 인력의 주요 원인이라는 것과 이방성이 강한 d파 초전도가 유리하다는 점에서는 어느 정도 의견일치가 이뤄졌다.

○ 최근 각분해 광전자분광(ARPES)과 주사형터널현미경분광(STM․STS)기술이 발달되어 고온초전도체에 관한 새로운 정보를 제공한다. 물질의 전자밴드구조와 나노크기의 현상을 관찰할 수 있는 수준이다. 그 결과로 여러 가지 불균일성이 발견되고 문제를 한결 복잡하게 만든다. 그러나 기본 메커니즘을 규명하기 위해서는 가능한 모든 사실을 이해해야 하므로 당연히 거쳐야할 단계라고 생각한다.

○ 고온초전도의 기원을 설명하는 데 이제는 게이지이론(gauge theory)까지도 동원되고 있다. 이런 관점에서 보면 고온초전도 이론연구는 단순히 이 물질의 높은 임계온도와 강한 이방성 등을 설명하는 것 이상으로 물질의 근본적인 문제와 연관되어 있다고 할 수 있다. 이 문제의 해결은 더 높은 Tc의 초전도체 탐구와 직접적인 관련이 있을 뿐만 아니라 확실한 노벨상감이라는 의견이 지배적이다.

○ 가장 단순한 초전도체인 금속 수은의 초전도성을 발견하고 50년이 지나서야 모두가 수긍하는 미시적 이론이 정립된 것을 고려하면 20년은 HTS를 이해하기에 너무 짧은 기간이라는 생각이다.

저자

Yoji Koike

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2006

권(호)

45(8)

잡지명

Materia Japan(C391)

과학기술
표준분류

재료

페이지

592~597

분석자

박*철

분석물

• 고온초전도의 이해(II)-최신 토픽.pdf [241,882 byte]

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