초전도체 뒤에 있는 메커니즘에 대해 더 깊이 이해하게 됩니다. 날짜: 2023년 1월 17일 원천: 라이프치히 대학교 요약: 물리학자들은 다시 한 번 초전도체 이면의 메커니즘에 대해 더 깊이 이해하게 되었습니다. 이것은 연구자들이 저항과 에너지 손실 없이 전류가 흐르도록 하는 초전도체 이론의 기초를 개발하려는 목표에 한 걸음 더 다가가게 합니다. 연구원들은 cuprates라고 불리는 초전도 구리-산소 결합에서 압력 하에서도 구리와 산소 사이에 매우 특정한 전하 분포가 있어야 함을 발견했습니다.
라이프치히 대학의 물리학자들은 다시 한 번 초전도체 이면의 메커니즘에 대해 더 깊이 이해하게 되었습니다. 이로써 Jürgen Haase 교수가 이끄는 연구 그룹은 전류가 저항 없이 에너지 손실 없이 흐를 수 있는 초전도체 이론의 기초를 개발하려는 목표에 한 걸음 더 가까워졌습니다. 연구원들은 cuprates라고 불리는 초전도 구리-산소 결합에서 압력 하에서도 구리와 산소 사이에 매우 특정한 전하 분포가 있어야 함을 발견했습니다.
이는 2016년 Haase와 그의 팀이 재료 구조의 초전도와 관련된 변화를 측정할 수 있는 자기 공명을 기반으로 한 실험 방법을 개발한 자체 연구 결과를 확인했습니다. 그들은 실온에서 초전도성을 달성하는 데 필요한 조건인 가능한 최대 전이 온도를 예측하는 측정 가능한 재료 매개변수를 식별한 세계 최초의 팀이었습니다. 이제 그들은 압력 하에서 초전도성을 향상시키는 cuprates가 2016년에 예측된 전하 분포를 따른다는 것을 발견했습니다. 연구원들은 저널 PNAS 에 새로운 발견을 발표 했습니다.
Haase는 "큐프레이트의 전이 온도가 압력 하에서 향상될 수 있다는 사실은 30년 동안 연구자들을 당혹스럽게 했습니다. 그러나 지금까지 우리는 어떤 메커니즘이 이에 대한 책임이 있는지 알지 못했습니다."라고 말했습니다. Felix Bloch Institute for Solid State Physics의 그와 그의 동료들은 이제 이러한 물질의 실제 메커니즘을 이해하는 데 훨씬 더 가까워졌습니다. "라이프치히 대학에서는 분자 및 나노 물체 대학원 건물(BuildMoNa)의 지원을 받아 핵공명을 이용한 큐프레이트 연구에 필요한 기본 조건을 확립했으며, Michael Jurkutat는 우리와 함께한 최초의 박사 연구원이었습니다. 우리는 함께 라이프치히 관계를 수립했습니다. 이는 전이 온도를 높이려면 이러한 물질의 산소에서 전자를 빼내 구리에 제공해야 한다고 말합니다. 당신은 이것을 화학으로 할 수 있지만 압력으로도 할 수 있습니다. 그러나 우리가 핵 공명으로 이 모든 것을 측정할 수 있다고 생각한 사람은 거의 없었을 것입니다."라고 Haase는 말했습니다.
그들의 현재 연구 결과는 상온에서 초전도체를 생산하는 데 정확히 필요한 것일 수 있으며, 이는 수십 년 동안 많은 물리학자들의 꿈이었고 이제 몇 년만 더 걸릴 것으로 예상된다고 Haase는 말했습니다. 현재까지는 영하 150도 이하의 매우 낮은 온도에서만 가능했는데, 이는 지구상 어디에서도 쉽게 찾아볼 수 없는 일이다. 약 1년 전 캐나다 연구팀은 2016년부터 하세 교수팀의 연구 결과를 새로 개발된 컴퓨터 지원 계산을 통해 검증하고 이론적으로 입증했다.
초전도성은 오늘날 MRI 기계용 자석과 핵융합과 같은 다양한 방식으로 이미 사용되고 있습니다. 그러나 초전도체가 상온에서 작동한다면 훨씬 더 쉽고 저렴할 것입니다. 초전도 현상은 이미 1911년에 금속에서 발견되었지만 알버트 아인슈타인도 그 당시에는 설명을 시도하지 않았습니다. BCS 이론이 1957년에 금속의 초전도성에 대한 이해를 제공하기까지 거의 반세기가 지났습니다. 1986년에 물리학자 Georg Bednorz와 Karl Alexander Müller가 훨씬 더 높은 온도에서 세라믹 재료(구리산염 초전도체)의 초전도성을 발견하면서 새로운 질문이 제기되었습니다. 실온에서 초전도성을 달성할 수 있다는 희망을 높였습니다.