스크랩 물리학 LBNL 연구소 LK-99 논문 해석

[가터벨트후작]

1. 쉽게말해서 초전도현상은 모종의 이유로 전자 사이의 인력이 더 강해져, 전자간 척력에 의해 발생하는 저항이 0에 수렴하는것을 의미함. (첨언: 보통 이러한 인력조건을 충족하기 위해 극저온, 고압조건이 필요했음 - 온도가 낮고 압력이 높을수록 전자간 물리적인 거리가 가까워지면서 상호작용력에 의해 발생하는 인력이 전자간 척력을 극복할 수 있었기 때문)

2. 마찬가지로 요약글의 저자가 생각하는 전자간 인력 발생 조건 중 하나, 양자장 이론에 기반한 시각으로는, 전자가 Phonon을 파동의 형태로 방출할 때, 일부 전자간 척력을 극복하고 인력을 유도하는 결과값이 도출되었음

3. 아무튼 1, 2번의 사유를 포함, 모종의 이유로 전자간 인력이 강해지는 현상을 Coupling parameter라고 하고, 이 인력(CP)이 강해질수록 더 큰 전자간 반발력을 상쇄시킬수 있기 때문에 실질적으로 초전도성을 나타내는 척도로 간주하고 있음

4. 즉 어떠한 수단방법을 가리지 않고, 전자간 인력을 충분히 크게 유도시킬수 있느냐가 초전도성을 구현하는데 있어 가장 중요함

5. 이번 LBNL에서 나온 시뮬레이션 결과값은 "LK-99의 레시피대로 조합한 이상적인 물질"의 에너지 밴드를 슈뢰딩거 방정식에 대입해서 슈퍼컴퓨터를 이용해 무조건 풀어보는 방법으로 결과수치를 내본 것

6. 페르미면(전기력이 0인 점) 기준 가까운 밴드의 갭이 전도대(전기가 흐를 수 있는 영역)를 형성하는데, LK-99의 경우 그 갭이 +영역과 -영역 두곳에서 검출됨, 다시말해 서로 다른 두 에너지를 갖는 독자적인 전도대가 나온 것

7. 이는 서로 다른 두 전자가 매우 가까이 붙어있다는걸 의미하고, 이는 이 두 전자들이 전자간 척력을 극복한, 다시말해 1~3번 이유로 초전도 현상의 조건을 합치하는 상태임을 의미하므로, 매우 높은 확률로 초전도성을 나타나는것을 의미함

8. 전도대의 flatness 역시 초전도성을 지칭하는 요소이지만 이는 요약글 저자도 잘 몰?루겠으니 일단 넘어가자고 함

9. 추가로 LK-99의 분자결정요소 중 납 원소(1영역)를 구리원소가 대체했을 때 분자결정요소가 스스로 수축하는 경향을 보였는데, 이 역시 LK-99의 구조가 강한 전자간 인력을 유발하는 것으로 추측된다고 함.(첨언2. 이 내용에서 Pb(1)을 제한하고 Pb(2)는 불가하다고 언급한것을 보아, 이 조건이 아마 LK-99의 수율을 결정하는 요소인 것 같음. 즉 LK-99의 분자결정 구조상 납원소가 두곳 이상에 위치하는데, 운좋게 Pb(1)번 원소를 Cu가 대체하는 경우엔 초전도성이 발생하지만, Pb(2)번 원소를 대체하는 경우엔 같은 화학식이라도 이성질체화 되면서 초전도성을 발생시키지 못하는 것 같음)

10. 따라서 이상적인 생성조건이 매우 어렵긴 하지만, 제대로 합성된 LK-99의 경우 상온상압 초전도체가 맞을 것 같으니 일단 더 지켜보자는 결론







https://m.dcinside.com/board/thesingularity/191188

[프리드리히대공]

잘은 모르지만 이 물질의 초전도성 발생 조건이 까다롭긴 한것 같군요