한국연구재단은 박두선·정순길 성균관대 교수팀이 비정상 초전도체가 양자점에서 양자요동에 의해 형성된다는 증거를 제시했다고 11일 밝혔다.
초전도체는 절대 영도(-273℃)에 가까운 낮은 온도에서 저항이 없어져 전력손실 없이 전기가 흐를 수 있다. 최근 초전도체와 달리 액체질소(-196℃)보다 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 비정상 초전도체가 주목을 받고 있다.
초전도체의 특성은 전자쌍에 의해 결정되는데, 비정상 초전도체의 전자쌍이 어떻게 형성되는지에 대해서는 아직 이론 상에만 존재할 뿐 실제로 밝혀지지 않았다. 연구팀은 비정상 초전도체의 대표적인 초전도 특성으로서 임계전류를 관찰한 결과, 양자점에서 임계전류가 최대가 된다는 사실을 발견했다. 임계전류가 최대가 된다는 것은 초전도체의 전자쌍이 형성되어 초전도 현상이 최대가 된다는 것을 시사한다. 임계전류와 양자점의 직접적인 연관성을 보인 이번 결과는 비정상 초전도체의 전자쌍 매개 원인이 양자점에서 발현되는 양자요동에 의한 것이란 가능성을 뒷받침한다고 연구진은 설명했다.
박두선 교수는 "이번 연구결과는 양자임계점과 고온 초전도에 대한 이해를 심화할 수 있는 단초를 제공한 것"이라며 "앞으로 자기공명영상장치(MRI)의 소비 전력을 줄여 의료비를 절감할 뿐만 아니라 새로운 산업적 가치를 유발할 수 있는 초전도 물질 디자인에 기여할 것"이라고 말했다.
미국 로스알라모스국립연구소, 중국 저장대학교와 공동연구로 진행된 이번 성과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
