자유자재 ‘온오프 가능’ 초전도체 공개

[더구루=홍성일 기자] 미국 에너지부(DOE) 산하 아르곤 국립 연구소와 워싱턴 대학교 연구진이 뛰어난 조정 능력을 가진 초전도 물질을 발견했다. 아르곤 국립 연구소는 산업용 대형 전자제품 영역에서 활용도가 높을 것으로 기대하고 있다. 

23일 관련 업계에 따르면 아르곤 국립 연구소는 지난달 19일(현지시간) 워싱턴대학교 연구진과 ‘온오프 스위치’를 갖춘 초전도체 물질을 발견했다고 밝혔다. 해당 물질에 대한 논문은 미국 과학진흥협회(AAAS)가 발행하는 ‘사이언스 어드밴스’에 게재됐다. 

아르곤 국립 연구소에 따르면 해당 초전도체 물질은 외부 자극에 매우 민감하게 반응해 초전도 특성을 마음대로 강화하거나 억제할 수 있는 특성이 있다. 연구소 측은 해당 물질을 통해 스위처블 초전도 회로를 개발할 수 있는 기회가 열렸다고 설명했다. 

연구팀이 발견한 초전도체 물질은 철, 코발트, 비소 원자로 이뤄진 초전도 층 사이에 강자성 유로퓸 원자 층을 끼워 만들어졌다. 연구진은 “자연상태에서는 강자성과 초전도를 함께 발견하는 것은 극히 드문 일”이라며 “일반적으로 한 상태가 다른 상태를 압도하기 때문”이라고 전했다. 

실제로 해당 물질은 초전도층이 유료퓸 자기장에 영향을 받는 상태로 연구진은 이를 “불편한 상태”라며 “이로인해 초전도성이 약화되고 전기저항이 발생한다”고 전했다. 초전도체는 저기저항이 0이 되는 특성이 있다. 

연구팀은 해당 물질에 X-선 기술을 결합한 자기장을 가하면 유로퓸 자기장 선이 초전도층과 평행을 이루도록 방향을 바꿀 수 있다는 것을 확인했다. 해당 상태에서는 길항 효과가 제거되며 저항이 0인 상태가 된다. 

논문의 공동 저자인 아르곤연구소 필립 라이언 박사는 “초전도 상태를 제어하는 독립적인 매개변수 특성은 초전도 현상을 제어하는 완전한 방법을 계획할 수 있다는 점에서 매우 매력적”이라며 “이 잠재력은 양자 장치의 전계 감도를 조절할 수 있는 능력을 포함해 몇 가지 흥미로운 아이디어를 제시한다”고 말했다. 

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