[민병일 교수 연구실] 호이슬러 화합물 LuPd2In에서 비정상적 양자 상전이 현상 발견

Caption: (a) 통상적인 전하밀도파 물질에서 보이는 정상적 양자 상전이.  (b) LuPd2In에서 보이는 초전도상에서 전하밀도파상으로의 비정상적 양자 상전이.

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​[민병일 교수 연구실] 호이슬러 화합물 LuPd2In에서 비정상적 양자 상전이 현상 발견
 
담당교수: 민병일, 박재훈

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물리학과 민병일 교수, 김희정 박사 연구팀은 물리학과 박재훈 교수, 화학과 심지훈 교수, 한국원자력연구소 김규 박사, 경북대 김수란 교수 연구팀과의 공동연구를 통하여 초전도상에서 전하밀도파상으로 특이 상전이를 보이는 새로운 물질을 구현하였다. 이번 연구는 저명 학술지인 Physical Review Letters 최신호 (2020.10)에 게재 되었다.

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초전도현상과 전하밀도파 현상은 전자와 포논의 상호작용에 의해 매개되므로 둘의 상태는 보통 경쟁하는 관계이다. 따라서 전하밀도파를 보이는 물질에 압력을 가하거나, 전자 또는 다른 원자를 첨가하는 것과 같은 외부 변수에 의해 전하밀도파를 억제하고 초전도 현상을 구현하는 사례가 종종 있어왔다 (그림 (a)). 이번에 민병일 교수 연구팀이 구현한 것은 위와 반대의 경우로, 그림 (b)와 같이 초전도 현상을 띠는 희토류 기반 LuPd2In 호이슬러 화합물에서 압력에 가함에 따라 초전도상에서 전하밀도파상으로의 역상전이 가능성을 이론적으로 발견한 것이다. 기존의 상식과는 다른 이러한 특이 상전이 현상은 LuPd2In에 존재하는 특정 포논의 소프닝에 기인한 것임을 보였다.

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이러한 비정상적 양자 상전이를 보이는 물질은 아직까지 발견된 바가 없어, 민병일 교수 연구팀의 LuPd2In 화합물에 대한 이론적 예측이 추후 실험적으로 증명된다면 초전도와 전하밀도파의 상관관계와 양자 상전이 현상을 연구하는데 큰 진전을 가져올 것으로 기대된다.​