이종수 경희대학교 응용물리학과 교수 연구팀이 거대 음의 스핀분극 초전도 현상을 세계 최초로 확인했다고 밝혔다.

16일 경희대에 따르면, 연구팀은 이번 현상이 양자컴퓨터 응용 가능성을 넓히는 한편 기존 고체물리학 이론의 확장을 시사하는 결과라고 설명했다. 연구 결과는 소재 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 내부 표지논문으로 게재됐다.

연구팀은 초전도체의 음의 자화가 통상적인 범위를 넘어 120% 이상 나타날 수 있다는 점을 관측했다. 초전도체는 전기 저항이 0이 되는 물질로, 외부 자기장을 밀어내는 마이스너 효과를 보인다. 일반적으로 초전도체의 공중부양 현상은 이런 음의 자화 특성에 기반한다.

이번 연구에서는 기존 이론으로는 설명하기 어려운 수준의 자기에너지 축적 현상이 확인됐다. 연구팀에 따르면 철계 고엔트로피 합금 초전도체에서 초거대 음의 자화가 나타났으며, 그 원인 규명을 위해 포항공대 심지훈·김지훈 교수팀과 공동연구를 진행했다.

공동연구 결과 초전도 내부 스핀이 외부 자기장과 반대 방향으로 정렬하는 특이 현상이 확인됐다. 연구팀은 초전도체가 외부 자기장을 밀어내는 성질에 더해 스핀의 자기화 효과까지 겹치면서 120% 이상의 자기에너지가 축적된 것으로 분석했다.

이종수 교수는 "기존 초전도 현상 이해의 범위를 넓히는 결과"라며 "마요라나 초전도 연구와도 연결될 가능성이 있어 양자컴퓨터 응용 측면에서도 의미가 있다"고 밝혔다.

한편 이번 연구는 산업통상자원부 알키미스트 과제 지원을 받아 수행됐다.