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첨단기술정보

금속-그래핀 하이브리드의 초전도체-부도체 상변환

전문가 제언: 고전적 상변환에 대해서는 이미 잘 알려져 있지만, 양자적 동요에 의해 장범위 규칙성이 깨어지는 양자적 상변환에 대해서는 아직도 맣은 연구가 필요하다. 초전도체 2D 필름에서의 Cooper쌍의 지역화로 인한 초전도체-부도체 변환(Superconductor-Insulator Transition, SIT)은 현재 활발히 연구되고 있는 양자적 상변환의 한 예이다. SIT는 양자적 상변환 연구는 물론 고온초전도체에서 초전도성이 발현되는 메커니즘의 연구에도 매우 중요하다. 초전도체에 인접한 그래핀은 소위 근접효과(proximity effect)에 의해 자신도 초전도성을 띠게 된다. Allain 등(Nature Materials, 11, 590~594, 2012)은 그래핀 시트 위에 판상의 초전도금속 나노입자들을 섬 모양으로 배치하고, 게이트전압을 증가시키면 그래핀에 근접효과가 발생하여 시편 전체가 초전도체로 변환되는 것을 관찰하였다. 이것은 SIT를 전기장의 변화에 의해 임의로 발생시킬 수 있는 소위 조율이 가능한 초전도성(tunable superconductivity)의 훌륭한 예라 할 수 있다.