고자기장 뮤온스핀회전을 이용한 구리산화물의 초전도와 자기 상관관계 연구

전문가 제언

○ 1980년대에 발견된 구리산화물 고온초전도체(HTS)는 임계온도(Tc)가 종래의 저온 초전도체보다 월등히 높다. 따라서 비싸고 다루기 힘든 액체헬륨을 냉매로 사용하지 않아도 되므로 전력분야를 비롯하여 다양한 응용이 가능하다.

○ 구리산화물 HTS는 네 개 이상의 원소로 이루어진 화합물이어서 초전도성의 기본 메커니즘을 규명하는 데 어려움이 많다. 게다가 층상구조이므로 비등방성이 심하고, 모화합물은 절연체이며 반강자성을 포함한 복잡한 상태도를 가진다.

○ HTS도 쿠퍼쌍에 의해 초전도 전류가 흐르며 동위원소 효과 등, 저온 금속 초전도체와 공통적 성질을 가지고 있다. 그러나 자성물질이 조금만 포함되어도 초전도성이 억제되거나 사라지는 저온 초전도와는 달리 스핀이 중요한 역할을 하는 것 같다. 이런 특성은 최근에 발견된 철(Fe)을 기저로 하는 초전도체의 Tc가 50K을 넘으면서 더욱 확실해졌다.

○ 이 논문에서는 뮤온스핀회전(SR)을 이용하여 구리산화물의 초전도성과 자성을 조사하였다. 특히 Tc 위의 표준상태(normal state)에서 측정한 SR 결과로부터, 이 영역까지 초전도성이 영향을 미치며 자성의 상관관계가 중요하다는 것을 알 수 있다.

○ 초전도 연구에서 표준상태의 이해는 초전도 메커니즘을 규명하는 데 전부터 중요한 역할을 하였다. 여기서 사용한 SR 분광학은 여러 장점이 있으나 뮤온을 생성할 수 있는 입자가속기가 필요하므로 쉽게 할 수 있는 실험이 아니다.

○ HTS의 기본 메커니즘 규명은 응집물질 물리 분야에서 가장 도전해 볼만한 과제 중의 하나이다. 그만큼 어려운 문제이기도 하다. 비교적 단순하다고 할 수 있는 저온초전도에 대한 미시적 이론을 정립하는 데 46년이 걸렸다는 것을 상기하면, 아마도 상당한 시간이 더 필요하리라고 예상한다.

저자

J E Sonier

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

22(20)

잡지명

Journal of Physics Condensed Matter

과학기술
표준분류

재료

페이지

203202001~203202015

분석자

박*철

분석물

• 고자기장 뮤온스핀회전을 이용한 구리산화물의 초전도와 자기 상관관계 연구.pdf [406,756 byte]

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