고온초전도체 분석 황정식박사팀 논문…英 네이처誌에 게재

지방대 출신 과학자가 고온초전도체의 원리를 밝히는 데 결정적인 실험을 성공시켜 세계적인 과학전문지에 소개됐다.

캐나다 맥마스터대 박사후 연구원인 황정식 박사(38)팀은 고온초전도체로 알려진 비스무스계 구리산화물의 내부구조에 대한 단서를 찾아낸 연구결과를 영국의 과학전문지 ‘네이처’ 2월 19일자에 발표했다.

고온초전도체는 영하 196도 이상에서 전기저항이 사라지는 초전도성을 갖는 물질이다. 비교적 값싼 액체질소로 냉각시켜 초전도성을 얻을 수 있기 때문에 관련학계로부터 큰 주목을 받아왔다. 이는 의료진단용 자기공명영상(MRI), 송전선, 자기부상열차, 고속컴퓨터 등 산업전반에 널리 사용될 수 있는 신소재다.

하지만 고온초전도체의 내부구조에 대해서는 이론적 모델로 추정해 왔을 뿐 구체적인 특성을 찾아내지 못했었다.

연구팀은 비스무스계 구리산화물에 적외선을 쏘아 그 내부구조에 따라 적외선이 흡수되거나 투과되는 현상을 살폈는데, 중적외선 영역에서 넓은 흡수선을 최초로 명확히 관측했다.

황 박사는 부산대에서 석사학위를, 2001년 미국 플로리다대에서 박사학위를 받았다.

부산대 물리학과 안재석 교수는 “이번 결과는 고온초전도체의 이론적 모델에 대한 새로운 기준을 제시했다”며 “모든 원자들이 동시에 떠는 현상인 ‘격자진동’이나 자성을 띤 원자들만 떠는 현상인 ‘자기공명진동’으로 고온초전도체를 설명하려고 시도했던 기존 모델은 이번 결과를 만족시키지 못한다”고 말했다.

이충환 동아사이언스기 cosmos@donga.com