새로운 터널링 소자 제작 및 초전도 특성 발견 

자연과학대학 물리학과 송종현 교수 연구팀이 기존과 다른 소재를 이용한 터널링 소자를 제작하고, 이 소자에서 기존과 다른 특이성의 초전도 특성을 발견했다.

이와 관련해 송종현 교수팀은 ‘Applied Surface Science(I.F : 6.707, 6월 28일 온라인 발간)’에 ‘Non-BCS-type superconductivity and critical thickness of SrTiO3/LaAlO3/SrTiO3 trilayer interface system’ 논문을 게재했다.

양자홀효과와 같은 특이한 물리현상이 나타나는 2차원 시스템의 소재와 구조는, 화합물 반도체나 Si으로 일컬어지는 일반적인 반도체 물질들과 이들로 이루어진 이종접합구조 또는 그래핀 등이었다. 최근 연구결과 이들 물질에서 나타나는 2차원 전하가스가 산화물 이종접합 구조에서도 나타날 수 있음이 보고됐다.

연구팀은 논문을 통해 기존의 산화물 이종접합 계면인 SrTiO3/LaAlO3에서 LaAlO3의 임계두께를 대폭 줄일 수 있는 보완된 이종접합구조를 제안했으며, 새로운 구조의 소재로 제작된 터널링 소자의 특성을 조사해 기존의 화합물반도체나 Si의 시료에서 볼 수 없었던 초전도 특성이 발현되는 것을 확인했다.

특히 발견된 2차원 전하가스의 초전도 특성이, 기존의 SrTiO3/LaAlO3 이종접합에서 발견된 초전도 특성과는 달리 일반적인 BCS 이론으로는 설명되지 않는 새로운 초전도 특성임을  증명하였다.

이번 연구 결과는 산화물 이종접합 산화물 소자의 초전도 현상이 매우 높은 정밀도가 요구되는 센서 등의 소자 제작에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.