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철 화합물 고온초전도체의 발견과 전망

전문가 제언: ○ 철(Fe)을 기지로 하는 화합물에서 초전도성이 발견된 사실은 “과연 얼마나 다양한 물질이 초전도성을 가지고 있는가?”하는 새로운 의문을 던져준다.

○ 구리산화물 고온초전도체가 발견되기 이전에 한 저명한 물리학자는 “모든 금속은 초전도체이다. 다만 금, 구리 등은 임계온도(Tc)가 절대영도에 가까워 측정할 수 없을 뿐이다.”라고 한 적이 있다. 이제는 모든 고체화합물이 초전도체가 될 수 있다고 해야 할지도 모르겠다.

○ Fe와 같은 자성물질이 금속초전도체에 조금이라도 들어가면 초전도성이 사라지거나 Tc가 급격히 저하되는 것이 일반적이다. 구리산화물 고온초전도체에서 이런 장벽이 많이 낮아지고 철 화합물 초전도체의 발견으로 완전히 제거되었다.

○ 철 화합물 초전도체는 구리산화물 초전도체와 층상구조, 반강자성의 모물질 등 공통점이 있는 한편 전하운반자가 전자와 정공(hole)이라는 차이점도 있다. 아직 해결하지 못한 고온초전도체의 기본 메커니즘 규명에 도움이 될 것이다. 특히 전하-스핀의 상관관계와 스핀의 역할 등이 중요할 것으로 예상한다.

○ 이 초전도체 발견의 중요성은 특히 모물질을 여러 가지 물질과 방법으로 치환하여 새로운 물질을 합성할 수 있는 다양성(versatility)에 있다. Tc가 점차 향상되고 있으므로 어딘가 있을지도 모르는 실온초전도체를 발견하는 길로 이끌어 줄 수도 있다.

○ 금년 2월에 한국초전도학회에서 개최한 초전도 춘계 워크숍에 철 화합물 초전도체의 발견자이며 이 논문의 저자인 Hosono교수가 참가하여 특별강연을 하였다. 국내에서는 몇몇 대학에서 단결정 및 박막제조와 기초물성 연구를 수행중이다.

○ 새로운 초전도체 합성연구를 국내에서 지속적으로 수행할 수 있는 여건이 아쉽다. 기초연구에 대한 실질적인 지원이 강화되어야 한다.

저자: H. Hosono
자료유형: 학술정보