나노기술 및 정책 정보

• 목록

중국과학원 물리 연구소 산하 베이징(北京) 응집물질 물리학 국가 연구센터 연구팀이 공동 연구를 통해 고압 고온 기술로 준(準) 1차원(Quasi-1D) 신 재료인 Ba₃TiTe₅를 개발함.

연구팀은 이번 연구를 통해 Ba₃TiTe₅의 에너지 밴드 구조(energy band structure)는 전형적인 1차원 전기 전도 특징을 보유하고 있다는 점을 발견하였으며, 연구팀은 관련 실험을 통해 동 재료는 반전 산란(umklapp scattering)으로 인해 금속 절연체 위상 변이를 발생시키는 동시에 반도체 행위를 나타내고 있다는 점을 발견하였음. 압력은 전기 전도 체인 간의 전자 이동 비율을 증가시키고 반전 산란(umklapp scattering)으로 인한 금속 절연체 위상 변이를 완벽하게 통제하며, Luttinger 액체 구역을 떠나면 초전도 전환 온도 Tc가 하락하기 시작하는데 이런 상황 하에서 초전도 현상은 Luttinger 액체의 불안정성과 관련된다는 점을 입증하였음. 압력을 한층 더 증가할 경우 Ba₃TiTe₅재료 시스템은 3차원 금속 구역에 진입하게 되며, 일부 페르미 면(Fermi surface)이 내포되어 시스템의 회전 밀도 파 전환을 발생시키게 되며, 압력이 회전 밀도 파를 억제함에 따라 초전도 전환 온도 Tc가 상승하고, 회전 밀도 파 전환이 완전히 억제된 압력 포인트에서 최고 Tc에 도달하게 된다는 점을 발견하였음. 시스템은 양자 임계의 오르내림으로 인해 페르미(Fermi) 액체 행위를 나타내게 되며, 계속 압력을 증가할 경우 시스템은 동 양자 임계점을 멀리 하고 점차적으로 전통적인 페르미(Fermi) 액체 행위로 전이하는 동시에 초전도 Tc가 천천히 감소되는 것으로 나타났음. 이런 상황을 종합해 보면, 압력 연속 역할을 통해 Ba₃TiTe₅재료는 차원에 대한 조정 제어 과정에서 풍부한 양자 진화(Quantum evolution) 현상을 나타내며, 이러한 차원의 연속적인 전이는 화학 혹은 기타 외부 필드(external field) 방법으로 실현하기 어려우며, 압력은 이로 인하여 독특한 차원 제어 우세를 보유하고 있는 특징을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

연구팀은 이번 연구를 통해 차원 진화로 인해 유발되는 재료의 새로운 성능을 체계적으로 밝히기 위한 중요한 기술 수단과 새로운 기회를 제공하였다고 평가됨.

본 연구 성과는 'NPG Asia Materials'에 게재됨.