tgim77716출처:동아사이언스
링크:https://v.daum.net/v/20251107050146620
요약:파블로 하릴로-헤레로 미국 메사추세츠공대 물리학과 교수팀은 그래핀을 특정한 각도로 엇갈리게 쌓은 매직 앵글 삼중층 그래핀에서 비전통적인 초전도성 원리를 발견하고 연구결과를 국제학술지 ‘사이언스’에 공개했다. 초전도성은 전류가 저항 없이 흐르는 성질을 말하는데 이는 영하 약 30캘빈 이하의 초극저온 상태에서 일어나기 때문에 산업 활동에는 제약이 크다. 초전도체가 실온에 가까운 온도에서 작동하면 에너지 손실이 없는 전력망 구현 등으로 인류의 기술에 새로운 차원을 열 것으로 기대되기 때문에 물리학자들은 BCS이론으로 설명할 수 없는 고온초전도체 등 비전통적 초전도체의 원리를 탐구한다. 탄소 원자(C)가 육각형으로 결합해 단일층을 이루는 그래핀은 특정한 각도로 비틀어 여러 장을 쌓았을 때 독특한 전기적 현상을 구현해 과학자들의 관심이 높다. 특히 각도를 1.1도로 비틀어 쌓은 ‘마법 각도 그래핀’은 초전도 특성을 보인다는 특징이 있다. 연구팀이 초전도 갭을 측정하기 위해 활용한 ‘터널링 분광법’은 전자가 물질로 ‘양자 터널링’하기가 얼마나 쉬운지 측정한다. 측정한 물질 내부의 전자들이 얼마나 빽빽하게 배열되거나 강하게 결합돼 있는지 간접적으로 파악하는 방법이다. 양자 터널링은 입자가 파동적 특성 덕분에 고전역학에서는 통과할 수 없는 벽을 통과해 존재할 수 있는 현상이다. 연구팀이 터널링 분광법으로 MATTG의 초전도 갭을 측정한 결과 온도와 자기장의 변화에 따라 V자 모양의 그래프를 그렸다. 이는 전통적인 초전도체의 평평하고 균일한 그래프와 다르다. 이번 발견은 MATTG의 초전도성이 BCS 이론을 따르지 않는 비전통적 초전도체라는 가장 직접적인 증거로 평가된다. 이는 물질의 초전도 현상을 관찰할 수 있는 실험 플랫폼을 마련했다는 점에서 의미가 크다. 앞으로 더 많은 고온초전도체에 대한 연구가 이루어질 것으로 보인다.
내 생각:평소에 초전도체에 대해 들어는 봤지만 왜 그렇게 연구를 하는지에 대해서는 잘 몰랐는데 에너지 손실없는 전력망 구현 덕에 인간 기술에 도움이 되어서라는 사실을 깨달았다. 또한 초전도체 연구가 굉장히 다양한 방식으로 이루어지고 있는 것 같고 앞으로 더 원활히 일어날 것 같다고 생각했다. 연구 결과와 실험 결과들이 신기하고 새롭게 다가왔으며 새로운 분야에 대해 궁금해지고 알게 되는 시간이었다.