초전도 메타물질의 발전현황

전문가 제언

○ ‘자연에 존재하지 않는 인공적으로 제작된 3차원 주기적 셀(cell) 구조로서, 최적의 결합에 의해 특정한 들뜸(excitation)에 두 가지 이상의 반응을 보이도록 설계된 거시적 복합체’ 라고 정의되는 메타물질은 21세기에 들어서 본격적으로 실현되었다. 메타물질은 음의 굴절률(negative refractive index)을 가진 물질, 회절한계를 극복한 슈퍼렌즈, 투명망토 등의 응용 외에 센서나 양자정보과학과도 밀접한 관계가 있다.

 

○ 초전도체는 손실 없이 큰 전류를 흘릴 수 있으므로 에너지 관련 모든 분야에 응용이 가능하다. 고온초전도체의 발견으로 극저온 냉각문제도 많이 해소되었다. 초전도체의 특성은 직류에서 무저항, 장벽을 통해 초전류를 흘릴 수 있는 조셉슨효과, 초전도체 내부의 자속을 배제하는 완전 반자성(Meissner 효과)으로 기술할 수 있다.

 

○ 이 논문에서는 정상금속을 이용한 분할고리공진기(SRR)와 변환광학을 이용한 메타물질과 비교하여 무 손실, 소형화 등 초전도 메타물질의 유리한 점을 소개한다. 또한 조셉슨효과와 마이스너효과의 비선형성과 동조성이 메타물질의 특성 향상에 미치는 영향을 설명한다. 조셉슨소자와 이를 이용한 초전도 양자 간섭장치(SQUID)는 이미 어레이형태로 집적이 가능하다. 조셉슨접합을 이용하는 큐빗은 양자컴퓨터의 기본소자로서도 개발되고 있다.

 

○ 메타물질의 글로벌 선도 기관 (2013년도) 38개 중 19개가 미국에 있다. 그밖에 EU, 중국의 연구도 활발하다. 미국은 2001년부터 DARPA에서 국책과제로 추진한다. 국내에서는 물리학회가 이 분야를 10대 유망분야의 하나로 선정하였으며, 이화여대에 양자메타물질연구센터가 SRC로 설립되었다. 대학 중에는 이화여대, 과학기술원, 연세대, 세종대 등과 기계연구원, 전자통신연구원 등 출연연구소에서 연구를 수행 중이다.

 

○ 이 논문의 참고문헌 157편 중에서 중국이 16편인데 비하여 한국은 하나도 없다. 초전도 메타물질이 양자역학, 나노과학, 초전도기술의 결합체인 것을 고려하면 우리도 관심을 가질 시기가 되었다고 생각한다.

 

저자

P Jung, A V Ustinov and S M Anlage

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

27()

잡지명

Superconductor Science and Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

073001001~073001013

분석자

박*철

분석물

• 초전도 메타물질의 발전 현황.pdf [388,443 byte]

이미지변환중입니다.