내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

고온초전도체의 포논중재 초전도전이

전문가 제언: ○ 층상 구리산화물 초전도체, 즉 고온초전도체가 발견된 지 20년이 지났다. 임계온도(Tc)는 Hg-계가 상압에서 133K, 고압에서는 160K로 가장 높다. 응용연구도 많이 진전되어 선재, 전력케이블, 한류기 등이 상용화 전 단계에 와 있다. 그러나 고온초전도체의 기본 메커니즘을 설명할 수 있는 이론연구는 아직 만족스러운 상황이 아니다.

○ 고온초전도체는 네 개 이상의 원소로 구성되었으며 강자성 질서를 갖는 절연체에 양공(hole)이나 전자를 도핑하여 초전도체로 되기 때문에 특성에 영향을 주는 변수가 너무 많다. 전하 나르개가 대부분 홀이며 모든 고온초전도체에 존재하는 CuO₂면으로 초전류가 흐른다는 점에서는 대략 의견의 일치를 보았을 뿐이다.

○ Bi-계, Tl-계, Hg-계와 같은 동족계열(homologous series) 초전도체는 CuO₂층의 수(n)가 중요하며 n이 증가하면 Tc가 올라갈 것으로 예상하였으나 n≥4이면 오히려 감소하여 실망스럽다. 결정구조상 물성의 비등방성이 현저하며 단일원소이거나 금속합금인 저온초전도체(LTS)가 s-파 대칭을 갖는 데 비해 d-파 대칭을 갖는 점도 문제를 어렵게 만든다.

○ 여기서는 LTS를 잘 설명하는 BCS 이론을 고온초전도체에 적용하려는 시도가 이루어졌다. 고온초전도체에서도 전하 나르개가 쌍을 이루는 것은 LTS와 같으나 그 기원이 스핀요동 등 여러 이론이 있다. 포논이 영향을 준다는 여러 실험결과가 있지만 LTS와는 달리 시스템이 너무 복잡하다. Hg-계의 Tc와 동위원소효과 지수(α)가 n, 압력, 홀도핑 수준의 변화에 어떤 의존성이 있는가를 정성적으로 설명하고 Bi-계, Tl-계와 같은 다른 동족계열 초전도체에도 적용할 수 있다는 점에서 고온초전도이론 발전에 기여하였다고 평가한다.

○ 100여 년에 이르는 초전도 역사에서 대부분의 중요한 발견은 실험에서 이루어졌다. 성공적인 BCS 이론이 오히려 고온초전도체 발견에는 장애가 된 경우도 있다. 아직은 여기서 예측하는 특성을 검증할 충분한 실험결과가 없고, 자료가 있더라도 고온초전도체 기본 메커니즘의 핵심에 도달하기는 어려운 모형이라는 것이 본인의 생각이다.

저자: Chen, XJ; Struzhkin, VV; Wu, ZG; Hemley, RJ; Mao, HK; Lin, HQ;
자료유형: 학술정보