머숨 미러

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서론
최근, 상온에서 작동하는 초전도체에 대한 관심이 전 세계적으로 증가하고 있다. 그러나 상온 초전도체를 재현하려는 많은 시도에도 불구하고, 영 저항 현상을 관찰하는 데는 실패하였다.

이는 주로 Pb10−x Cu_x (PO_4)_6 O (PCPOO) 화합물의 잘못된 기술 때문으로 생각된다. 이에 따라, 연구팀은 새로운 화학식 Pb1−x Cu_x [P(O1−y Sy)_4]_6 O1−z S_x (PCPOSOS)를 제시하였다.

Pb-Cu-P-S-O 화합물의 합성
본 연구에서는 Pb, Cu, P, S 분말을 사용하여 Pb-Cu-P-S-O 화합물을 합성하는 새로운 방법을 개발하였다. 모든 분말은 높은 순도를 가져야 하며, Cu, P, S는 질량비로 1:1:1로 혼합되어야 한다. 이후, Pb와 Cu는 질량비로 2:8에서 1:1 사이로 혼합된다.

이 과정은 P와 S의 증발과 합성자의 숙련도에 따라 어려울 수 있으며, 산소는 공기 중에서 흡수될 수 있다. 이 합성 방법에서는 LPG 가스와 산소를 1:1 비율로 혼합한 산소 커터를 사용한다. 합성 도중 주변의 온도와 압력 조건의 영향으로 인해, 가열 시간에 따라 합성된 제품에 상당한 변동이 있을 수 있다.

그러나 일반적으로 가열 과정은 2000°C에서 3000°C 사이의 온도에서 약 0에서 10분 동안 수행될 수 있다. 결과물은 물에 급속 냉각되어, 구리색 표면과 은색 내부를 가진 금속 외관을 목표로 한다.

전기 저항 측정 방법
전기 저항의 측정은 Keithley 모델 6221 전류원과 2182A 전압 측정 장비를 사용하여 이루어졌다. 본 연구에서는 잘 알려진 4-단자(4-probe) 방법을 사용하여 전압-전류(I-V) 특성을 측정하였다. 이 방법은 샘플에 일정한 전류를 흘려보내고 그 때의 전압을 측정하여 저항 값을 얻는 방식이다.

측정 결과
구리(Cu) 판의 경우, 전류가 -100 mA에서 100 mA 범위에서 변할 때, 전압은 기대한 대로 선형적인 I-V 행동을 보였다. 이는 구리의 전형적인 전기적 특성과 일치한다.

반면, Pb-Cu-P-S-O 화합물 샘플 #5의 경우, 적용된 전류에 대한 측정된 전압이 매우 낮았으며, 특히 -50 mA에서 50 mA 범위에서는 전류에 비례하지 않는 비오믹(Ohmic) 행동을 보였다. 이는 전기 저항이 거의 없음을 시사한다.

샘플 #5의 평균 전압을 계산한 결과, 50 mA 범위 내에서의 측정된 전압이 기본적으로 노이즈 수준에 불과하다는 것이 밝혀졌다. 이는 샘플이 초전도 상태에 있음을 나타내는 결정적인 증거다.

비슷한 낮은 저항 값은 샘플 #6과 #7에서도 일관되게 관찰되었다.

결론
본 연구에서 개발된 Pb-Cu-P-S-O 화합물의 합성 방법은 PCPOSOS와 유사한 상온 초전도체의 잠재적 영 저항성을 측정하는 데 중요한 역할을 했다. 이 합성 방법과 측정 기법을 통해, 우리는 상온에서 초전도 상태의 존재를 시사하는 결정적인 증거를 얻을 수 있었다. 즉, 특정 샘플에서 50mA 이하의 전류에서 영 저항 상태가 관찰되었다는 점이다.

이러한 발견은 상온에서 작동하는 초전도체의 개발 가능성을 열어주며, 이는 과학 및 기술의 다양한 분야에 혁명적인 변화를 가져올 수 있다. 예를 들어, 에너지 전송 효율을 대폭 향상시키고, 새로운 형태의 전자 장치를 개발하는 데 기여할 수 있다.

향후 연구 방향
본 연구의 결과는 흥미로우나, 여전히 극복해야 할 제한적인 측면이 있다. 더 높은 전류에서의 화합물의 행동을 탐색하고, 온도 의존성과 자기장 하에서의 특성을 조사하는 것이 필요하다. 이를 위해, 우리는 더 진보된 측정 장비와 방법론을 개발하고, 화합물의 합성 과정을 더욱 최적화할 계획이다.

또한, 이 화합물이 실제 응용 프로그램에서 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 연구도 중요하다. 특히, 에너지 저장 및 전송, 초고속 컴퓨팅 시스템, 그리고 각종 센서와 전자 장치에의 응용 가능성을 탐색할 것이다.

감사의 글
이 연구를 지도하고 지원해 준 모든 분들께 감사드린다. 특히, Prof. Hyun-Tak Kim의 지도와 Quantum Energy Research Centre의 지원에 깊은 감사를 표한다. 우리의 연구가 초전도체 분야에 소중한 기여를 할 수 있기를 바란다.

https://vixra.org/abs/2403.0040

화학 기호 설명
Pb: 납(Lead), 전기 전도성이 좋고, 다른 물질과 결합하여 다양한 화합물을 형성할 수 있는 금속 원소.
Cu: 구리(Copper), 전기 전도성과 열 전도성이 매우 우수한 금속 원소.
P: 인(Phosphorus), 여러 형태의 동소체를 가지며, 생명 화학에 중요한 역할을 하는 비금속 원소.
S: 황(Sulfur), 화학 반응에서 다양한 산화 상태를 나타내며, 냄새가 특징적인 비금속 원소.
O: 산소(Oxygen), 생명 유지에 필수적인 비금속 원소로, 대기의 약 21%를 차지한다.