수소+란타늄 화합물에서 특이한 초전도 현상 발견

스콜텍(Skoltech), 길림대학교(Jilin University), 중국 베이징 HPSTAR 등 국제 공동 연구팀이 란타늄과 수소로 이루어진 새로운 화합물(La₄H₂₃)에서 특이한 초전도 현상을 발견했다고 과학뉴스 웹사이트 PHYS가 17일(현지시각) 보도했다.

이 같은 내용은 국제 학술지 내셔널 사이언스 리뷰(National Science Review)에 실렸다.
이 화합물은 영하 168℃ 이하의 극저온 및 120만 기압이라는 초고압 환경에서 초전도성을 나타낸다.

PHYS에 따르면 일반적인 금속은 온도가 낮아질수록 전기 저항이 감소하지만, 이 란타늄 화합물은 특정 압력 범위에서 온도가 감소해도 저항이 증가하는 '음의 전기 저항 온도 계수'를 보였다. 이는 반도체나 구리 화합물과 같은 비전통적인 초전도체에서 나타나는 특징으로, 연구진은 이 현상이 초전도 현상을 일으키는 쿠퍼쌍 형성과 관련이 있을 것으로 추정했다.

또한, 강한 자기장 하에서 음의 자기 저항을 나타내는 변칙적인 금속 상태를 보였다. 이는 기존 초전도체와 비전통 초전도체의 특성을 동시에 나타내는 '수소화물 초전도체'의 특징을 뒷받침하는 결과다.

연구진은 "수소화물 초전도체는 다양한 종류의 초전도체를 연결하는 일종의 다리 역할을 하며, 기존 초전도체와 비전통 초전도체의 특성을 동시에 나타낸다"고 설명했다.

이어 "이번 연구는 초전도체 연구의 새로운 지평을 열 것으로 기대하며, 강한 자기장에서 다양한 초수소화물의 특성을 연구할 계획"이라고 밝혔다.

이번 연구는 극한 환경에서 물질의 특성을 연구하는 데 새로운 가능성을 제시하며, 향후 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 차세대 초전도체 개발에 기여할 것으로 전망된다. 특히, 상온 초전도체 개발은 에너지 손실 없는 전력 전송, 초고속 자기 부상 열차, 핵융합 발전 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 수 있다.
이번 연구는 초전도체 연구의 새로운 돌파구를 제시하며, 향후 관련 연구에 대한 기대감을 높이고 있다. 하지만 상온 초전도체 개발까지는 아직 넘어야 할 산이 많다. 연구진은 앞으로도 다양한 조건에서 수소화물 초전도체의 특성을 연구하고, 상온 초전도체 개발을 위한 노력을 지속할 계획이다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com