초전도 연구의 새로운 시대

비엔나 공과대학교 2023년 4월 25일

TU Wien과 일본 대학의 연구원들은 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 최적의 초전도성을 위한 "골든 존"을 식별했습니다. 전자 사이의 상호 작용이 강하지만 너무 강하지 않은 이 영역은 팔라데이트(palladates)라는 새로운 종류의 물질로 도달할 수 있으며, 이는 초전도 연구의 새로운 시대를 열 수 있습니다.

TU Wien은 상대적으로 높은 온도에서도 초전도성을 유지하는 초전도체를 만들기 위한 "골디락스" 재료로 귀금속 팔라듐을 사용할 것을 제안하는 계산을 수행했습니다.

현대 물리학의 영역에서는 고온 및 주변 압력에서 초전도성을 유지하는 초전도체를 만드는 최적의 방법을 식별하는 흥미로운 연구가 진행 중입니다. 이 탐구는 최근 초전도성의 새로운 시대를 여는 니켈산염의 출현으로 활성화되었습니다.

이러한 초전도체의 기초는 니켈에 있으며, 이로 인해 수많은 과학자들은 이 초전도 연구 기간을 "니켈 시대"라고 부르게 되었습니다. 여러 측면에서 니켈산염은 1980년대에 발견되었으며 구리를 기반으로 하는 구리산염과 유사합니다.

그러나 이제 새로운 종류의 재료가 등장하고 있습니다. TU Wien과 일본 대학 간의 협력을 통해 컴퓨터에서 이전보다 더 정확하게 다양한 재료의 동작을 시뮬레이션하는 것이 가능했습니다.

There is a "Goldilocks zone" in which superconductivity works particularly well. And this zone is reached neither with nickel nor with copper, but with palladium. This could usher in a new "age of palladates" in superconductivity research. The results have now been published in the scientific journal Physical Review LettersPhysical Review Letters (PRL) is a peer-reviewed scientific journal published by the American Physical Society. It is one of the most prestigious and influential journals in physics, with a high impact factor and a reputation for publishing groundbreaking research in all areas of physics, from particle physics to condensed matter physics and beyond. PRL is known for its rigorous standards and short article format, with a maximum length of four pages, making it an important venue for rapid communication of new findings and ideas in the physics community." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">실제 검토 편지.

고온에서 초전도체는 다른 전도성 물질과 매우 유사하게 동작합니다. 그러나 특정 "임계 온도" 아래로 냉각되면 극적으로 변합니다. 전기 저항이 완전히 사라지고 갑자기 손실 없이 전기를 전도할 수 있습니다. 물질이 초전도 상태와 정상 전도 상태 사이에서 변하는 이 한계를 "임계 온도"라고 합니다.

"We have now been able to calculate this "critical temperature" for a whole range of materials. With our modeling on high-performance computers, we were able to predict the phase diagram of nickelate superconductivity with a high degree of accuracyHow close the measured value conforms to the correct value." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">이후 실험에서 밝혀진 것처럼 정확도가 매우 높았습니다."라고 TU Wien 고체물리학연구소의 Karsten Held 교수는 말합니다.

Many materials become superconducting only just above absolute zeroAbsolute zero is the theoretical lowest temperature on the thermodynamic temperature scale. At this temperature, all atoms of an object are at rest and the object does not emit or absorb energy. The internationally agreed-upon value for this temperature is −273.15 °C (−459.67 °F; 0.00 K)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> 절대 영도(-273.15°C)인 반면 다른 것들은 훨씬 더 높은 온도에서도 초전도 특성을 유지합니다. 정상적인 실내 온도와 정상적인 대기압에서 여전히 초전도성을 유지하는 초전도체는 우리가 전기를 생성, 운송 및 사용하는 방식에 근본적으로 혁명을 일으킬 것입니다. 그러나 아직 그런 물질은 발견되지 않았다.