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고온 초전도체(HTS), 특히 이트륨(Y) 기반의 2세대 고온 초전도 선재(REBCO)는 액체 질소 온도에서 작동이 가능하며 초고자장 발생에 절대적으로 유리합니다. 이러한 특성 덕분에 핵융합 발전(KSTAR, SPARC 등), 차세대 MRI, 고효율 모터 등 미래 첨단 산업의 핵심 소재로 각광받고 있습니다. 그러나 완벽해 보이는 이 초전도 소재가 거대한 산업 설비에 광범위하게 적용되기 위해서는 반드시 극복해야 할 공학적, 물리적 난제가 존재합니다. 바로 자석 제작 및 운전 과정에서 수반되는 '기계적 변형(Mechanical Strain)에 따른 초전도 임계 특성의 저하' 현상입니다. 기계적 응력의 발생 원인과 다중 복합 환경REBCO 선재의 핵심인 초전도 층은 본질적으로 부서지기 쉬운 얇은 세라믹 박막 ..

현대 응집물질물리학과 양자 정보 과학이 만나는 최전선에는 '위상 초전도체(Topological Superconductor)'라는 경이로운 물질 상태가 존재합니다. 이 물질이 학계와 글로벌 빅테크 기업들의 폭발적인 주목을 받는 이유는, 그 내부 또는 표면 경계에서 '마요라나 페르미온(Majorana Fermion)'이라는 기이한 양자 입자가 발현되기 때문입니다. 이는 양자 컴퓨터의 최대 난제인 결어긋남(Decoherence)과 오류 발생 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 '위상 양자 컴퓨팅(Topological Quantum Computing)'의 핵심 기반이 됩니다. 마요라나 페르미온: 입자와 반입자의 융합1937년, 이탈리아의 천재 물리학자 에토레 마요라나(Ettore Majorana)는 디랙 방정식을..

2차원 반데르발스 이종접합(van der Waals heterostructures)은 원자 한 층 두께의 2차원 물질들을 레고 블록처럼 쌓아 올려 만든 인공 초격자 구조입니다. 각 층은 강력한 공유결합이 아닌 상대적으로 약한 반데르발스 힘으로 결합되어 있어, 격자 상수나 결정 구조가 서로 다른 물질이라도 화학적 제약 없이 자유롭게 융합할 수 있습니다. 최근 응집물질물리학계에서 가장 경이로운 도약은 바로 두 층의 각도를 미세하게 비틀어 겹쳤을 때 나타나는 초전도 현상, 이른바 '트위스트로닉스(Twistronics)'의 등장입니다. 무아레 초격자(Moiré Superlattice)와 평탄 띠(Flat Band)의 형성2018년 MIT의 파블로 하릴로-에레로(Pablo Jarillo-Herrero) 교수 연구..