고온 초전도의 시작 ( 구리 산화물 초전도체 )

세상은 물질로 이루어져 있다. 그리고 물질을 나누는 방법에는 여러 가지가 있다. 특히 고체의 특성을 논할 때는 전기가 흐르는 정도에 따라서 분류할 수 있다. 전기가 잘 흐르면 전도체, 그 반대의 경우에는 절연체 혹은 부도체라고 부른다. 금, 철, 구리 같은 금속은 전도체에 속하고, 유리, 고무, 플라스틱 같은 물질은 절연체에 속한다. 그리고 전도체와 부도체 사이의 어딘가에 반도체가 있다. 실리콘으로 대표되는 반도체는 원래는 절연체에 해당하지만, 조금만 불순물을 추가하거나, 전기장을 가해주면 전기를 흘리는 도체처럼 행동한다. 이렇게 전도체와 부도체 사이를 왔다 갔다 하는 성질 때문에 절반만 도체인 반半도체라는 이름이 붙었다. 그리고 이 글의 주인공인 초전도체 Superconductor 가 있다.

초전도체는 말 그대로 전도체를 뛰어넘는 전도성을 갖는 물질을 말한다. 슈퍼맨을 일반적인 사람보다 힘이 더 센 사람이라고 할 수 없는 것처럼, 초전도체는 평범한 전도체보다 단순히 전기를 조금 더 잘 흘리는 물질이 아니다. 초전도체는 전도체가 가질 수 없는 세 가지 놀라운 성질을 보인다.

첫 번째로 초전도체는 전기 저항이 0이다. 같은 전지를 연결했을 때 저항이 큰 물질은 흐르는 전류의 양이 적다. 같은 모양을 가졌다고 했을 때, 부도체는 전도체보다 훨씬 높은 저항을 가지며, 적은 양의 전류가 흐를 수밖에 없다. 전도체라고 해서 저항이 없는 것은 아니다. 저항이 부도체에 비해 작을 뿐, 전류가 흐를 때 이 저항의 값에 비례해서 전류의 손실이 일어난다. 그런데 초전도체는 이 전기 저항이 0이다. 터무니없는 소리 같지만, 초전도체의 저항은 정말 존재하지 않는다. 즉 전기가 흘러도 전혀 손실이 발생하지 않는다.

 

출처 : 고등과학원HORIZON

 

 

고온 초전도의 시작 [1]: 구리 산화물 초전도체 – 고등과학원 HORIZON (kias.re.kr)

고온 초전도의 시작 [1]: 구리 산화물 초전도체