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중국과기대학 새로운 유기초전도체 발견
  • 등록일2011.12.02
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중국과기대학 마이크로스케일물질과학 국가지정실험실의 천시엔후이(陳仙輝)연구팀은 유기초전도연구분야에서 획기적인 성과를 올려 과학기술계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 알칼리금속 칼륨과 루비듐을 도핑한 안트라센(C14H10)에서 온도가 5K(약 -268℃)로 낮아질 때 초전도성 현상이 나타난다는 것을 발견하였다. 관련 논문은 최신호「Nature Communications」에 실렸다.

초전도체는 임계온도보다 낮아지면 저항이 제로로 되며 완전한 항자기성을 나타내기에 초전도발전, 전력수송과 에너지저장, 자기부상열차 및 핵융합반응로 등에서 광범위한 응용가치를 지닌다. 유기초전도체는 탄수화합물을 함유한 초전도체로서 복잡한 분자와 결정체구조 및 풍부한 물리특성을 지니기에 응집체 물리분야의 인기연구과제로 떠오르고 있다. 현재 유기초전도체는 주로 준1차원 TMTSF염과 준2차원 BEDT-TTF염의 두가지가 있다. 하지만 이러한 유기초전도체는 극저온도하에서만 초전도성을 나타내며 게다가 그중 일부는 고압에서만 초전도성을 나타낸다. 국내외 전문가들은 이 2개 부류의 초전도체에 대한 심층적 연구에 주력해왔으나 지금까지 초전도메커니즘은 밝혀내지 못하였고 전통 BCS초전도이론으로는 해석이 불가능하다.

국가자연과학기금, 과기부 기초연구계획과 중국과학원 혁신과제의 지원을 받아 천시엔후이과제팀은 안트라센(3개의 벤젠고리로 이루어진 방향족 탄화수소)에 알칼리금속 칼륨과 루비듐을 도핑하여 5K 온도에서 초전도성을 나타내었다. 연구팀은 또 1만대기압(kPa)을 가압하면 초전도 전환온도를 20% 높일 수 있음을 발견하였다. 새로이 발견한 초전도체는 가능하게 비상규적 초전도성능을 나타낼 것으로 전망된다.

다환방향족탄화수소류(PAHs)는 수량이 서로 다른 벤젠고리로 구성되었기에 종류가 다양하다. 이번의 발견은 또 새로운 종류의 유기초전도체 가족이 탄생하였음을 의미한다. 초전도체의 새로운 발견은 비상규적 초전도체메커니즘의 연구에 중요한 의의를 지니며 다환방향족탄화수소 초전도체연구의 새로운 영역을 개척하였다.