포스텍 연구팀, 초전도체 ‘봉우리효과’ 규명 실마리 찾아

극저온에서 전기저항이 사라지면서 에너지 손실을 크게 줄일수 있는 자기부상 물질로 알려져 있는 초전도체가 고온에서도 발생가능하다는 연구결과가 나와 주목을 받고 있다.

포스텍(포항공대) 물리학과 박사과정 장동진씨(25.지도교수 조무현)와 서강대 이성익 교수팀은 3일 일부 초전도 물질에서 초전도 현상이 일어나지 않는 높은 온도나 자기장에서도 갑작스럽게 임계전류가 증가하는 현상을 보인다는 사실을 규명했다고 밝혔다.

‘봉우리효과’로 불리는 이 현상을 활용하면 극저온에서만 초전도 상태를 유지해 상용화에 어려움을 겪는 초전도체 물질을, 상대적으로 높은 온도에서 초전도상태로 만들 수 있게 된다는 설명이다. 초전도체는 전기저항이 0에 가까워져 내부에 있던 자기장을 밖으로 밀어내는 등 자석위에 떠오르는 자기부상 현상을 말한다.

기존의 일부 연구에서 이같은 현상이 자기장의 소용돌이 격자가 무질서하게 늘어져 있어 ‘봉우리 효과’를 일으킨다는 주장이 있었지만, 이처럼 봉우리 효과의 발생원인을 이론적으로 규명하는데는 한계가 있었다.

이에 반해 포스텍 연구팀은 기존의 주장과는 달리 자기장에 의해 형성된 초전도체 결정 내의 소용돌이 구조의 동역학적 특성이 ‘봉우리효과’와 밀접한 연관이 있다는 사실을 밝혀내고, 향후 이 연구가 봉우리효과의 원인 규명에 필수적임을 제시했다. 포스텍 장동진씨는 “이번 연구 성과를 통해 봉우리효과가 규명되면 높은 온도에서 초전도체를 활용할 수 있어 전력손실이 없는 전선을 만들 수 있는 등 에너지를 훨씬 효율적으로 이용할 수 있게 된다”고 말했다.최근 이같은 연구결과는 물리학 분야의 최고 권위 저널인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)‘ 최신호를 통해 발표됐다.
포항=하인식 기자 hais@hankyung.com