네이처 "LK-99 초전도체 아냐"...황화구리 불순물 불과

각국 검증실험 결과 종합

독일 막스플랑크연구소 연구팀이 만들어낸 LK-99 단결정. Pascal Puphal 제공

국제학술지 '네이처'가 국내 연구진이 상온·상압 초전도체라고 주장한 'LK-99'에 대해 초전도체가 아니라는 기사를 냈다. 불순물인 황화구리가 초전도체처럼 보인 것이라는 각국 검증실험 결과를 소개했다.  

16일(현지시간) 네이처는 "과학계가 LK-99의 퍼즐을 푼 것 같다"며 "과학적인 수사 작업은 이 물질이 초전도체가 아니란 증거를 발견했고 실제 특성을 명확히 했다"고 보도했다.

네이처는 최근 이뤄진 각국 연구진의 LK-99 검증실험 결과를 언급하며 이같이 말했다. 한국 연구팀은 LK-99가 초전도처럼 보이는 근거로 자기부상과 급격한 저항감소 특성을 제시했지만, 해외 연구진의 검증 결과 초전도체가 아니란 실험적·이론적 근거가 나왔단 설명이다. 네이처는 "재료의 불순물인 황화구리가 초전도체에서 보이는 특성과 유사한 저항감소와 자기부상을 일으킨 것이라는 게 각 연구진의 검증 결과였다"고 설명했다. 

프라샨트 자인 미국 일리노이대 어배너-샴페인 캠퍼스 교수는 LK-99가 저항감소를 보인 온도가 황화구리가 상전이되는 온도와 동일하다고 설명했다. 한국 연구진은 104.8도에서 LK-99의 저항이 센티미터(cm)당 0.02옴(ohm)에서 0.002옴(ohm)으로 떨어졌다고 했는데 이는 황화구리가 상전이를 겪는 온도와 같다는 것이다. 황화구리는 LK-99에서 불순물로 존재한다.

지안린 루오 중국과학원 연구원은 두 가지 공정을 통해 황화구리를 합성해 LK-99에서 나타난 저항감소를 관찰했다고 밝혔다. 공기 중 가열을 통해 황화구리 함량 70% 샘플의 저항률이 112도 근처에서 급락한 것을 확인했는데, 이는 한국 연구진의 관찰 결과와 일치한다는 것이다. 

네이처는 14일 독일 막스플랑크 고체연구소가 내놓은 LK-99 순수 단결정 합성 결과도 언급했다. 연구팀은 부유 영역 결정 성장이란 기술을 사용해 황화구리 불순물을 제거했다. 그 결과 투명한 보라색 결정 형태의 순수한 LK-99가 만들어졌다. 연구팀은 이 LK-99가 초전도체가 아닌 수백만 옴의 저항을 가진 절연체라고 밝혔다. 작은 강자성과 반자성을 보여주지만 자기부상 현상을 일으키기엔 충분하지 않아, 초전도체일 가능성을 부정한다는 결론이다. 연구를 이끈 파스칼 푸팔 막스플랑크연구소 연구원은 "LK-99에서 보이는 초전도성은 단결정에는 없는 황화구리 불순물 때문"이라고 말했다. 

[박정연 기자 hesse@donga.com]