독일 연구진 "LK-99 초전도체 아냐, 절연체"

네이처 "LK-99 단결정 만들어 검증"
"초전도 유사 현상은 불순물 때문"

독일 슈투트가르트 막스플랑크 고체연구소 연구진이 상온·상압 초전도체라고 추정된 'LK-99'가 초전도체가 아니라고 발표했다.

"LK-99 단결정은 초전도체 아닌 절연체…초전도 유사 현상, 제조 과정에서 생긴 불순물 때문"

[이미지출처=연합뉴스]

16일(현지시간) 국제 학술지 '네이처'(Nature)에 따르면 파스칼 푸팔 박사가 이끄는 막스플랑크 고체연구소 연구진이 LK-99의 순수한 단결정 합성에 성공했으나, LK-99 단결정은 초전도체가 아니라 절연체라고 밝혔다.

연구진은 지난 14일 공개한 이 연구에서 한국 연구진이 제시한 초전도 유사 현상은 LK-99 제조 과정에서 생긴 불순물인 황화구리(C₂S)로 인한 것이라며 "우리는 초전도 존재를 배제한다"라고 결론 지었다.

네이처는 "국제 연구진이 퀀텀에너지연구소로부터 LK-99 샘플을 받아 검증한 것이 아니기 때문에 한계가 있다"면서도 독일 연구진의 이러한 결론은 구리와 납, 인, 산소로 이루어진 LK-99가 사상 최초의 상온·상압 초전도체를 발견한 것이기를 바라는 사람들을 실망하게 하는 것이라 전했다.

독일 연구진은 한국 연구진과 검증에 나선 외국 연구진들이 LK-99를 도가니에서 가열해 제조한 것과 달리 '부유 영역 결정 성장'(floating zone crystal growth) 기법으로 황(S)의 침투를 방지, 황화구리 불순물이 없는 순수한 LK-99 단결정(single crystals)을 만드는 데 성공했다.

독일 연구진이 만든 LK-99 단결정은 투명한 보라색을 띤다. 이 단결정은 실험 결과 초전도체가 아닌 저항이 수백만 옴(Ω)에 달하는 절연체로 밝혀졌으며 약간의 강자성과 반자성을 나타내지만, 자석 위에서 뜰 정도는 아니라고 밝혀졌다.

푸팔 박사는 "LK-99에서 발견된 초전도의 흔적은 결정에 없던 황화구리 불순물에서 기인한 것"이라며 "단결정이 있으면 시스템의 본질적인 특성을 명확하게 파악할 수 있다"라고 설명했다.

"성급한 계산 주의해야, LK-99의 교훈"

독일 연구진이 만들었다고 주장하는 LK-99 단결정의 모습. 투명한 보랏빛을 띠고 있다. [사진 출처=파스칼 푸팔 막스플랑크 고체연구소 박사·네이처]

레슬리 숩 프린스턴대 고체화학자는 "LK-99 이전에도 (초전도 현상과 관련한) 밀도함수이론(DFT)에 대해 주의해야 한다는 강연을 했다"며 "(이번 LK-99 사례에서) 성급한 계산에 따른 교훈이 분명히 드러났다"라고 지적했다.

네이처는 일부 평론가들이 LK-99 사례가 과학 재현성의 모델이라고 지적하는 반면, 일각에서는 큰 화제가 된 이른바 난제가 이례적으로 빨리 해결됐다고 전했다.

데이비스 비시크 UC 교수는 "1986년 산화구리 초전도체가 발견됐을 때 많은 연구자가 그 특성 조사에 뛰어들었지만 거의 40년이 지난 지금도 논쟁은 계속되고 있다"며 "이에 비해 LK-99를 규명하려는 노력은 쉽게 이루어졌고, 이런 일은 비교적 드물다"라고 설명했다.

한편 퀀텀에너지연구소는 네이처에 논평을 거부했지만, 네이처의 결론과는 상관없이 국내 연구진이 진행하고 있는 검증은 현재 진행형이다. 국내 물리학계 전문가 등으로 구성된 검증위는 최근 LK-99 합성에 필요한 물질을 확보해 본격적인 샘플 제작에 나선 상태다. 이달 말에는 결론이 나올 것으로 추정된다.

구나리 인턴기자 forsythia26@asiae.co.kr