| 초록 |
□ 연구개요 본 연구에서는, 최근 활발히 연구가 진행되고 있는 구리산화물 고온초전도체에 나타나는 전하 정렬에 대한 연구하였다. 전자정렬 특성을 다양한 환경에서의 X선 산란실험을 통해 밝히고, 이를 통해 고온초전도체의 신비를 풀 수 있는 단초를 제공하고자 하였다. 이를 위해 필요한 실험 장치를 마련하고, 거대 과학 시설에서의 실험 및 국제 공동연구를 통해 다양한 실험을 성공적으로 수행하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 연구 제안서의 목표는 크게 네 가지로 1. 구리산화물에 나타나는 2차원 전하 정렬분석 (2년차에 범위 변경), 2. 경 X선 산란을 통한 전하 정렬의 측정, 3. 강한 자기장에서 발생하는 3차원 전하 정렬에 대한 연구, 4. 광학 레이저 펌프에 의한 3차원 전하 정렬 유도 관측 (3년차에 범위 변경)이다. 네 가지 목표에 대하여 모두 시도 할 수 있었고, 상당 부분 성공적으로 수행되었다. 특히 목표 4의 광학 레이저 펌프 X선 산란 실험을 위한 실험 장치 구성이 성공적으로 마무리 되었고, 이를 이용한 전하 정렬의 시분해 산란 실험도 성공적으로 수행되었다. 한편, 이 실험 장치를 이용하여, 구리산화물와 같은 강상관계 물질 중 하나인 다강성 철산화물에서의 스핀 정렬의 시분해 산란 실험도 추가적으로 성공하여, 목표를 넘어서는 연구 결과도 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 그 동안 해외에서만 수행되던 구리산화물 초전도체의 전하 정렬에 대한 X선 산란 실험을 국내에서 수행할 수 있었던 점은 큰 의미가 있었고, 그 동안의 성과에 뒤지지 않는 결과를 도출 할 수 있었다. 일부 실험결과는 성공적인 측정후, 결과 분석 및 출판 준비 중인 결과도 있고 기존 연구 대비 크게 새롭지 못한 결과도 있었지만, 국제적인 코로나 사태에도 불구하고, 종합적으로는 연구 목표대비 90 % 이상의 연구 결과를 얻었다고 평가한다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 구리산화물 초전도체의 전하 정렬은 고온 초전도체의 신비를 풀 수 있는 열쇠 중의 하나로 기대를 받고 있다. 본 연구를 통해 새롭게 밝혀진, 전하 정렬과 초전도성의 상관 관계, 그리고 분광학적 특성 분석을 통해, 고온 초전도체에 대한 이해도가 더 증가할 수 있기를 기대하고 있다. 특히 기존에 연구된 고자기장에 의한 3차원 정렬과, 본 연구에서 밝혀진 시분해 실험에서의 3차원 정렬은, 확장된 자유도(degrees of freedom)하에서의 구리산화물 초전도체 연구의 장을 열 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 본 연구에서 제작한 투과 기하구조 고자기장 X선 산란 실험 장치와 시분해연X선 산란 실험 장치는, 고온초전도체 뿐만 아니라, 자성체 및 다른 강상관계 물질의 X선 산란 실험환경을 제공할 수 있기에, 이를 통해 강산관계 물질 연구에 다각도로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
