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재미 한국인 과학자가 고온 초전도체인 이붕산마그네슘(Mg${B}_{2}$)의 초전도성 메커니즘을 처음으로 밝혀내 ‘네이처’ 8월 15일자에 연구결과를 발표했다.

초전도체는 특정 임계온도에서 저항을 상실하는 성질을 갖기 때문에 전기 전도성이 ‘특별히 좋은 도체’라 하여 붙여진 이름이다. 즉 전류는 물질 내의 방해물과 부딪치면서 나아가는 전자의 흐름이지만, 초전도체에서는 저항이 0이 되므로 에너지의 손실이 전혀 없이 전류가 흐른다. 따라서 초전도체는 자기부상열차나 초고속 컴퓨터, 무손실 전력선 등 산업 전반에 널리 사용될 것으로 기대되는 신소재다.

이붕산마그네슘이 초전도성을 띤다는 사실은 2001년 2월 일본 아오야마-가쿠인대의 아키미쓰 준 교수 연구실에서 발견됐다. 이 물질은 지금까지의 다른 금속성 초전도체에 비해 구조가 단순해 가공하기 쉬워 값이 싸다. 또한 보통 금속 초전도체는 20K(0K=-2백73℃) 이하에서 초전도현상을 나타내는데, 이붕산마그네슘의 경우 39K에서 초전도 현상을 보이기 때문에 고온 초전도체의 실용화를 앞당길 물질로 주목받아 왔다. 하지만 이붕산마그네슘이 39K에서 초전도성을 띠는 이유는 기존의 이론으로 설명되지 않았다. 이붕산마그네슘의 초전도성 메커니즘을 밝혀낸 최박사와 루이 교수의 논문에 따르면 이붕산마그네슘은 초전도현상을 일으키는 상태인 ‘초전도 에너지 간격’이 15K와 45K에 존재하며, 이 때문에 39K에서 초전도현상을 나타낸다.

미 데이비스 소재 캘리포니아대의 워런 피켓 교수는 “이 연구는 초전도체의 기본특성인 에너지 간격의 전체 구조를 최초로 밝힌 것”이라며 “초전도성에 대한 개념을 수정할 수밖에 없게 됐다”고 평가했다.