초전도체 연구의 최전방에서, 대한민국의 퀀텀에너지 연구소가 개발한 LK-99라는 물질이 상온에서의 초전도체 가능성을 갖추었다는 연구 결과들이 세계 각지의 연구기관들로부터 쏟아지고 있다.

영국 캠브리지대학 연구팀은 LK-99의 구리로 도핑된 납아파타이트 구조가 실온에서 동적으로 안정하다는 것을 증명하였다. 이와 병행하여 미국 채프먼 대학의 연구에서는 LK-99의 구조 내에 초전도체와 비초전도체 부분이 나노섬 형태로 혼재되어 있다는 사실을 밝혔다.

초전도 원인 분석에 있어서는, 미국 로렌스버클리국립연구소는 LK-99의 플랫밴드가 초전도성을 일으킬 중요한 열쇠가 될 수 있음을 지적하였고, 중국 선양국립재료과학연구소의 연구결과에서는 도핑을 통한 금속전이와 부피수축이 초전도성의 원인이 될 수 있음을 제시하였다. 미국 퀀텀제너레이티브머테리얼즈의 연구에서는 DFT+U 구조분석을 통해 장축타원체 페르미표면을 가진 LK-99의 상온상압 초전도체 가능성을 언급하였다. 스웨덴 찰머스공과대학의 연구에서는 납의 플랫밴드와 도핑된 구리 사이의 전자 이동이 초전도성을 형성하는 핵심 요소로 지목되었다.

추가적으로 중국 북경과기대학과 푸에르토리코대학은 궤도결합 특성의 전체 대역폭에 주목, LK-99의 초전도성 가능성이 현재의 구리산화물 시스템보다 크다는 점을 강조하였다. 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학교 연구에서는 LK-99가 Weyl 반금속의 성질을 지니며, 이로 인해 초전도성을 띌 것으로 예상하였다.

초전도성의 추가 조건에 대한 분석에서는 러시아 금속물리연구소와 영국 임페리얼 칼리지 런던이 전자 도핑 수준과 산소 함량이 초전도성에 큰 영향을 미칠 것이라는 점을 지적하였으며, 중국 쓰촨대학은 산소의 추가로 인한 구조 왜곡이 금속과 유사한 상태로 만들며 플랫밴드가 관찰될 것이고 예상하였다. 산둥대학은 LK-99의 산소도핑이 초전도성 향상에 더욱 유리하다고 제안하였다. 불가리아 소피아 대학교의 연구는 환원 물질의 산소 빈 자리가 초전도성 현상에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 아이오와 주립대학은 황 도핑의 효과에 주목하며, 이를 통한 초전도 현상의 가능성을 제시하였다. 

초전도성의 증명 방법론에 관한 중국 시베이대학(NWU)의 연구는 LK-99의 반자성 현상을 관찰함으로써 초전도성의 존재를 확증할 수 있을 것이라는 접근법을 제안하였다.

이렇게 다양한 연구 결과들을 종합해 볼 때, LK-99는 상온에서의 초전도체로서 큰 가능성을 갖고 있음을 시사하고 있는 것이 확실해보인다. 이를 바탕으로 한 혁신적인 응용과 기술의 도래가 기대된다.

“상온상압 초전도체(LK-99)가 촉발한 상온초전도체 연구는 네이처도 관심을 갖고 지켜보는 중요한 주제다. 다만, LK-99 연구는 자기 수정하면서 검증을 해나가야 한다.” 마그달레나 스키퍼 네이처 편집장은 4일 서울 프레스센터에서 열린 기자간담회에서 퀀텀에너지연구소 등 국내 연구진이 개발했다고 주장하는 ‘LK-99’에 대해 이같이 언급했다. 앞서 네이처는 LK-99에 대해 ‘초전도체가 아니다’라는 등 부정적 내용을 다룬 기사를 연달아 실어 관심을 끌었다. 이에 대해 스키퍼 편집장은 “네이처는 과학기술연구 성과와 저널 특성이 있는 매거진으로 구분되며 전문 에디터들의 평가를 존중한다”며 “LK-99는 중요한 연구이지만 앞으로 새로운 방법을 추가하는 등 여러 방법을 결합해 검증하고, 과학계에서 인정받아야 한다”고 말해 ‘초전도체가 아니다’라고 결론내렸던 네이처의 부정적인 기사 내용과는 달리 LK-99의 추가 검증 필요성을 강조한 바 있다.

최근 10월 4일자로 미해군연구소에서는 채프만 대학의 아르멘 굴리안 박사와 함께 LK-99 박막을 활용한 초전도 전자소자(SQUID) 개발 연구를 시작하겠다는 계획을 밝혔다. 이로써 박막 기술을 통한 LK-99의 상용화 가능성 연구가 더욱 가속화되며, 이는 LK-99의 상온 초전도체로서의 새로운 방향성에 대한 흥미로운 통찰을 제공하게 될 것으로 기대된다.

————————————

최근 올라온 LK-99 초전도성 가능성 시사 학술자료들 및 뉴스들을 종합해 현재 상황 분석.

참고자료 : 


https://news.chapman.edu/2023/10/04/chapman-university-research-awards-for-september-2023/

- dc official App