KAIST, '초전도' 나타나기 전 숨은 전자 질서 확인 작성일 06-30 33 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="GdmtOLwawe"> <figure class="s_img figure_frm origin_fig" contents-hash="61e896c99eb6fac78abdb0ea23d7da7ce89efd9c81e18a64868d24c793e3cff0" dmcf-pid="HohUSjIkmR" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="카고메 격자 및 격자 내 고리 전류 질서를 나타낸 모식도 (AI 생성)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/30/etimesi/20260630132105494iljv.jpg" data-org-width="212" dmcf-mid="Y5xwRqPKId" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/30/etimesi/20260630132105494iljv.jpg" width="212"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 카고메 격자 및 격자 내 고리 전류 질서를 나타낸 모식도 (AI 생성) </figcaption> </figure> <p contents-hash="f7181d837d72d7ddff510ec7437d8f7d0c7954d409743e0ca4ca27370e82163f" dmcf-pid="XgluvACEIM" dmcf-ptype="general">초전도는 전기가 저항 없이 흐르고 에너지 손실이 거의 없어 양자컴퓨터, 자기부상열차, 차세대 전력망 등 미래 기술 핵심으로 꼽힌다. 하지만 전자들이 어떤 과정을 거쳐 초전도 상태에 도달하는지는 밝혀지지 않았다.</p> <p contents-hash="e5962e8a246ad4e68788066c10f10530f0c7a7fab818d25a05a987c16c15ff2e" dmcf-pid="ZaS7TchDsx" dmcf-ptype="general">이런 가운데 한국과학기술원(KAIST)는 김용관·한명준·이성빈 물리학과 교수팀이 차세대 양자물질로 주목받는 '카고메 금속(CsV₃Sb5)'에서 초전도가 나타나기 전 전자들이 먼저 숨은 질서를 형성함을 실험·이론으로 규명했다고 30일 밝혔다.</p> <p contents-hash="0116ee3454f1eea6178bce55c1c5d291cd1ffbe5026c74cb53ef1df0bec9b79d" dmcf-pid="5NvzyklwsQ" dmcf-ptype="general">연구팀은 초전도가 시작되기 전 전자들이 먼저 질서를 갖춰 움직인다는 사실을 확인했다. 전자들이 규칙적인 무늬를 만들기 전부터 작은 고리 모양으로 함께 순환하며 '숨은 질서(고리전류 질서)'를 형성한다는 것이다. 초전도가 만들어지기 전 전자들이 어떤 준비 과정을 거치는지를 보여주는 중요한 실험 결과다.</p> <p contents-hash="cf271f4bcc1cb89ab5688299b34aa86a2ce953022c09da71cc590226ae51d863" dmcf-pid="1jTqWESrwP" dmcf-ptype="general">카고메 금속은 일본 전통 바구니 문양인 '카고메'처럼 삼각형이 반복되는 원자 구조를 가진 물질이다. 이런 독특한 구조에서는 전자들이 서로 강하게 영향을 주고받으면서 일반 금속에서는 보기 어려운 다양한 양자현상이 나타난다.</p> <p contents-hash="15851c7a46c7b21cefeff85af48ce166a00013349d814607656f40ea3e986582" dmcf-pid="tAyBYDvmE6" dmcf-ptype="general">연구팀은 특별한 빛을 이용했다. 왼쪽으로 도는 빛과 오른쪽으로 도는 빛을 시료에 번갈아 비추고, 그때 물질 밖으로 튀어나오는 전자 움직임을 정밀하게 살펴봤다. 빛을 이용해 물질 속 전자들이 어떤 방향으로, 어떤 상태로 움직이는지 들여다본 것이다. 연구팀은 이 과정에서 실험 장치 때문에 생길 수 있는 잡음은 제거하고, 물질 자체에서 나오는 신호만 골라냈다.</p> <p contents-hash="aee09e958bdd611094f74ce362eb543825c5231ff20d1344739309fde86866c1" dmcf-pid="FcWbGwTsm8" dmcf-ptype="general">그 결과, 전자들이 규칙적인 무늬를 만드는 현상인 전하밀도파가 시작되는 온도 약 94K(영하 179도)보다 훨씬 높은 약 140~145K(영하 133도)에서 이미 전자들의 움직임에 방향성이 생긴다는 사실을 확인했다. 이는 초전도가 시작되기 훨씬 전부터 전자들이 아무렇게나 움직이는 것이 아니라, 작은 고리 모양으로 함께 돌며 숨은 질서를 만들고 있었다는 뜻이다.</p> <p contents-hash="7f3d8708292bddbf5cd74b4128abe7fe7aa415c1ad8d1fd51b3808d0ed37da2e" dmcf-pid="3kYKHryOw4" dmcf-ptype="general">연구팀은 온도를 낮추면서 전자들이 변하는 과정을 순서대로 확인했다. 처음에는 전자들이 작은 고리 모양으로 함께 순환하는 고리전류 질서를 만들고, 이어 일정한 간격으로 모여 규칙적인 무늬를 이루는 전하밀도파를 형성한 뒤, 마지막으로 전기가 저항 없이 흐르는 초전도 상태에 도달했다.</p> <p contents-hash="698a0ba5fae4cf77e37bd0a645b1138e22b7fac35adda3bd5c1bd817fdb7f951" dmcf-pid="0EG9XmWImf" dmcf-ptype="general">이번 연구는 초전도가 만들어지기 전 전자들이 어떤 준비 과정을 거치는지를 보여줬다는 점에서 중요하다. 더 높은 온도에서 작동하는 새로운 초전도체를 개발하는 데 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="9b990353192ca63cea9fb16cbfb7808c88efe0f04d8353656a0636fdd9e0e361" dmcf-pid="pDH2ZsYCwV" dmcf-ptype="general">김용관 교수는 “초전도가 만들어지는 원리를 이해하고 새로운 초전도 물질을 개발하는 데 중요한 단서를 제시했다”고 말했고, 한명준 교수는 “실험과 이론을 함께 검증해 숨은 전자 질서의 존재를 더욱 명확하게 입증했다”고 말했다.</p> <p contents-hash="964c385396c1c9f97286ad5f1f330622086d630e00d764c2a108d5e3a44f2e86" dmcf-pid="UwXV5OGhE2" dmcf-ptype="general">이성빈 교수는 “향후 이러한 상전이 계층을 제어하면 새로운 초전도 상태를 설계하는 데 중요한 실마리가 될 것”이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="1363718772dc0eeb3cd8102aaa4cf3d6a65fd7e74ab7c33b45048d9227d15516" dmcf-pid="urZf1IHls9" dmcf-ptype="general">이번 연구에는 KAIST 물리학과의 차재훈·이형근·심상준 연구원이 공동 제1저자로 참여했다. 성과는 네이처 피직스에 15일 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="ce3ca4163f3c33b2ac48e80529fe111f0f14592fac9f4a1931d7ec8e4ff5e758" dmcf-pid="7m54tCXSsK" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [김종석의 그라운드] 라켓보다 빨랐던 매크로, 테니스장 예약창을 먼저 차지했다 06-30 다음 휴대전화 개통 안면 인증, 무엇이 달라지나 06-30 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
