리서치 하이라이트

구리 산화물을 이용한 30K 고온 초전도 현상

Nature 472, 7344

구리 산화물에서 관찰되는 고온 초전도 현상은 절연 물질을 표면에 도핑함으로써 원자가 전자를 추가하거나 제거해서 얻어지는 현상으로써, 일반적으로는 격자 구조에 원자를 삽입함으로써 얻어지게 된다. 초전도 현상을 얻기 위해 좀더 확실한 방법은 전자장 효과를 이용하여 전하 밀도를 조절하는 것으로, 이는 전자 특성의 변화가 결정 구조의 변화 때문인지, 아니면 전자 구조에서 유래하는지에 대한 불확실성을 제거할 수 있기 때문이다. 이는 완벽한 형태의 초 박막 필름 및 거대한 전자장이 필요하기 때문에, 실제로 구현하기 어려웠었다. Bollinger 등은 La2xSrxCuO4를 이용하여 세포 유닛 하나 두께의 에피텍셜(epitaxial film)을 합성하였으며, 이를 이용하여 이중 층의 트랜지스터를 생산하는데 성공하였다. 커다란 전기장 및 유도된 표면 전하 밀도는 임계 온도를 30K까지 상승시켰다. 저항은 2차원 초전도체-절연체 전이에서 예측된 바와 같이 변화하였으며, 임계 저항이 양자 저항에서 예측된 바와 같이 RQ=h/(2e)2=6.45kW였다.