제목: ‘마법의 각도’로 엇갈려 쌓은 그래핀서 고온초전도체 실마리 발견
출처: 동아사이언스 이병구 기자
링크: https://v.daum.net/v/20251107050146620
요약: 파블로 하릴로-헤레로 미국 매사추세츠공대 물리학과 교수팀은 그래핀을 특정한 각도로 엇갈리게 쌓은 ‘매직 앵글 삼중층 그래핀‘에서 비전통적인 초전도성 원리를 발견했다. 초전도성은 전류가 저항 없이 흐르는 성질을 한다. 전자가 둘씩 짝지어 ’쿠퍼쌍‘을 이루고 에너지 손실 없이 움직이며 보통 약 30켈빈(K, 절대온도의 단위) 의 초극저온 상태에서 일어나기 때문에 산업 활용에는 제약이 크다. ’BCS 이론‘은 30K이하에서 초전도 현상을 설명하는 전통적인 이론이다. 초전도체가 실온에 가까운 온도에서 작동하면 에너지 손실이 없는 전력망 구현 등으로 인류의 기술에 새로운 차원을 열 것으로 기대된다. 물리학자들이 BCS 이론으로 설명할 수 없는 고온초전도체 등 ’비전통적 초전도체‘의 원리를 탐구하는 이유다. 탄소 원자가 육각형으로 결합해 단일층을 이루는 그래핀은 특정한 각도로 비틀어 여러 장을 쌓았을 때 독특한 전기적 현상을 구현해 과학자들의 관심이 높다. 특히 각도를 1.1도로 비틀어 쌓은 ’마법각도 그래핀‘은 초전도 특성을 보인다는 특징이 있다. 연구팀이 터널링 분광법으로 MATTG의 초전도 갭을 측정한 결과 온도와 자기장의 변화에 따라 V자 모양의 그래프를 그렸다. 전통적인 초전도체는 평평하고 균일한 그래프를 그린다. 이번 발견은 MATTG의 초전도성이 BCS 이론을 따르지 않는 비전통적 초전도체라는 가장 직접적인 증거로 평가된다.
한줄요약: 미국 연구팀은 매직 앵글 삼중층 그래핀을 터널링 분광법으로 MATTG의 초전도 갭을 측정한 결과 전통적인 초전도체와 달리 V모양의 그래프를 그려 비전통적인 초전도성 원리를 발견했다.