국내 연구팀, 고온초전도체 원리 ‘쿠퍼쌍’ 원자단위 측정

 

아주경제 신희강 기자 = 국내 연구팀이 고온 초전도체의 작동원리를 풀었다. 이에 따라 향후 자기부상열차나 전력 손실이 없는 송전설비 등에 활용될 전망이다.

14일 미래창조과학부 산하 기초과학연구원(IBS)에 따르면 이진호 강상관계물질연구단 연구위원(서울대 물리천문학부 교수)팀이 미국 코넬대 연구진과 함께 새 실험기법을 개발해 초전도체의 임계 온도를 높이는 핵심 원리를 찾아냈다.

초전도체는 보통 영하 240도 근처인 임계온도에 이르면 전기 저항이 사라지는 물질인데, 고온 초전도체는 이보다 높은 영하 143도에서 이런 현상을 보인다.

초전도체 속 전자는 다른 물질과 두 개가 쌍을 이루는 '쿠퍼쌍' 형태로 이동하며, 저온 초전도체의 경우 쿠퍼쌍이 균일하게 분포한다.

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국내 연구팀은 주사터널링현미경(STM)으로 임계온도가 영하 180도 정도인 고온 초전도체 속 전자의 분포를 실제로 측정하는데 성공한 것이다.

그동안 과학자들은 고온 초전도체가 여러 원자로 구성되는 등 구조가 복잡해 원리를 규명하는데 어려움을 겪었다.

이 연구위원은 "쿠퍼쌍을 직접 측정하는 새로운 실험 기법을 개발해 고온 초전도 연구에 돌파구를 제시했다"며 "고온 초전도 현상을 더 잘 이해하게 된다면 더 높은 임계온도를 갖는 상온 초전도체를 찾고, 이를 이용한 자기부상 설비와 전력손실이 없는 송전설비 등이 가능해질 것"이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 '네이처'(Nature) 14일 온라인판에 실렸다.