고압 환경 내 삼중항 초전도(triplet superconductivity) 시연
기관명 | NDSL |
---|---|
작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
작성일자 | 2019-05-01 00:00:00.000 |
내용 | 최근 프랑스와 일본 공동연구팀이 Physical Review Letters 저널에 우라늄 기반 물질에 이론적인 형태의 새로운 초전도성 시연에 대한 연구 논문을 게재했다. 연구팀은 고압 및 자기장을 활용하여, 우라늄 기반 물질인 UBe13에서 ‘삼중항 초전도(triplet superconductivity)’현상을 시연하는 데 성공하였다. 이는 전자가 평행 스핀 상태에서 쌍을 이루는 현상이다. 기존의 초전도 재료에서는 역방향 스핀의 전자가 서로 쌍을 이루며 상대 스핀을 효과적으로 상쇄시킨다. Tohoku 대학교의 재료과학자인 Yusei Shimizu는 “지난 수세기 동안 다양한 금속 시스템에서 수많은 초전도체가 발견되었으나 현재까지 삼중항 초전도가 발견된 사례는 거의 없었다”고 설명하면서 “저온의 고압 환경에서 이루어진 이번 실험은 UBe13에서 스핀 삼중항 초전도(Spin-Triplet Superconductivity) 현상에 대한 실증적인 증거를 제공했다”고 덧붙였다. 초전도가 되는 재료는 종종 저온에서 전기가 거의 저항 없이 통과할 수 있게 하여 공정에서의 에너지 손실을 최소화한다. 연구 초기에 일부 순수 금속에서 발견된 이 현상은 현재 다양한 시스템 내에서 발견되고 있다. 이중 UBe13은 가장 먼저 발견된 ‘중페르미온(heavy-fermion)’ 초전도체 중 하나다. 중페르미온 금속 화합물의 전자는 일반 금속의 전자보다 1,000배 더 큰 것으로 여겨진다. 이번 연구를 통해, 연구팀은 수수께끼의 우라늄 소재인 UBe13에서 일어나는 현상을 원자 수준에서 접근하여 자기장에서 UBe13이 스핀 삼중항 초전도체로서 어떻게 작용하는 지 설명할 수 있게 되었다. 프랑스의 Grenoble Alpes 대학과 일본 Tohoku 대학 연구팀은 극저온 내에서 압력 세기를 바꿔가며 UBe13의 초전도성을 측정하였다. 연구팀은 전자가 평행 스핀과 함께 쿠퍼 쌍(Cooper pairs)으로 불리는 형태를 이룬다는 이론적 모델을 통해 이 물질의 초전도상태를 완벽하게 설명이 가능함을 밝혀냈다. 초전도체의 최고 성능을 끌어내기 위해서는 극저온 환경이 필요하기 때문에 현재는 주로 자기공명영상장치 및 입자가속기에 사용되고 있다. 다양한 재료가 전기를 전달하는 방법에 대한 원자 수준의 연구는 광범위한 응용 분야로 이어질 것으로 전망된다. 연구진은 UBe13에 대한 연구는 삼중항 초전도성을 입증하는 것 외에도 여러 일반적인 질문에 대한 해답을 제시 할 수 있을 것으로 내다봤다. |
출처 | |
원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2019005156 |
첨부파일 |
과학기술표준분류 | |
---|---|
ICT 기술분류 | |
주제어 (키워드) | 1. 초전도체,삼중항 초전도,중페르미온,쿠퍼쌍,우라늄 기반 물질,스핀 2. triplet superconductivity,UBe13,heavy-fermion,Cooper pairs,Spin,uranium-based material,superconductorsㅍ |