본인은 양자역학 취미로 공부하는 고졸따리임 따라서 틀린 부분이 있을 수 있음ㅇㅇ 정정댓글 달아주고 비난 ㄴ

논문 번역간 많은 부분이 전체적인 설명을 위해 생략되었고 내 사견은 역주 형태로 넣음.


1. BCS 이론의 한계

전통적으로 BCS이론이 초전도체 거동의 정설이었음. (*역주:BCS이론은 저온일때 격자 구조 원자의 진동이 거의 없다고 가정했을때 전자가 쿠퍼쌍을 이룬다고 보는 이론)

그러나 이 이론은 최근 발견된 고온상압초전도체를 설명하지 못함.

BCS이론은 Drude 이론을 베이스로 하는데, 이 이론은 저항이 전자와 결정 격자의 충돌에서 기인한다고 생각함.

따라서 고압력 상에서 분자는 아주 빽빽하고 조밀하게 구성되어있기 때문에 고온 환경에서 이 충돌이 없겠냐는 얘기임.

그러니 고온고압초전도체가 저항이 없다는걸 BCS이론으로는 설명할 수 없음.

2. 전자 터널 이론

기존 도체에서는 분자간 거리가 멀수록 포텐셜 장벽이 높아지기 때문에 전자가 이를 통과하기 위해선 더 큰 에너지가 필요해짐.

즉 분자간의 거리가 저항률을 결정하는 요소임.

그러나 초전도체에선 분자간의 거리가 짧기 때문에 원자가 오비탈이 인근 원자와 함께 전자 터널을 만들 수 있음

(*역주: 양자역학 터널링효과인줄 알았는데 오비탈 중첩에 따른 캐리어 트랜스포트쪽 설명인듯)

이게 고온고압초전도체를 설명하는 원리고, 마찬가지로 저온에서도 적용 가능한 이론임.

저온에선 전자가 안쪽 오비탈에 위치하기 때문에 분자간 반발력이 감소하고 따라서 전자 터널을 만들 수 있는 분자간 거리가 유지된다는 것임.

이 이론이 상온 초전도체 합성에 키포인트가 될 것이라고 저자는 생각중ㅇㅇ

3. LK99 구조

세번째 그림이 핵심. 프레임을 이루는건 Pb원자고 안쪽에는 Pb와 O 원자로 구성되어있음.

이때 바깥쪽 Pb원자 일부가 크기가 작은 Cu로 치환되며 외부 프레임 사이즈가 작아지며 내부 응축이 일어남. (*역주:분자간거리가 짧아짐)
(*역주:그리핀누나가 계속해서 구조 시뮬돌려보니 Cu로 치환되었을때 전체 부피의 응축이 일어난다. 이정도 치환으로 구조가 뒤틀리지않는데 이상하다고 이해가 안된다고 이런 얘기 많이 했는데 이렇게 설명되는듯?)

즉 외부 추가 압력이 없더라도 내부 Pb와 O는 전자 터널을 구성할 수 있는 환경이 만들어진 것임.

4. LK99 한계

이렇게 구성된 프레임은 1차원적으로 전자가 이동할 수 있는 경로를 만듬. 다시말해 전자가 지나다니는 와이어를 생각하면 됨.

그런데 이 와이어들은 다른 와이어들과 끊어질수도 있고 쭉 연결이 되어있을 수도 있음.

이게 마이스너 효과가 부분적으로 나타나거나 약하게 띄는 이유임.

또한 저항을 측정하는데도 어려운 이유이기도 함. 특정 위치의 세그먼트(*역주:와이어의 연결 정도)마다 전도성을 띌수도, 반도체성을 띌수도, 절연성을 띌수도 있기 때문...

이런 이유로 고품질로 일관된 LK99를 생산하는게 매우 어려울 수 있다가 저자의 마지막 의견