(출원번호 10-2025-0126558)
㈜현성티엔씨는 기존 초전도 이론의 한계를 넘어서는 새로운 패러다임, SEC 이론을 한층 업그레이드한 MEL (Modulated Electron Lattice, 변조 전자 격자) 이론을 개발하고 이를 고도화 하기 위한 연구에 박차를 가하고 있습니다.
MEL 이론은 전자들이 물질 내부에서 단순히 흐르는 것이 아니라,전자 밀도가 공간적으로 규칙적인 리듬을 만들며 움직이는 현상을 기반으로 합니다.
이 리듬은 격자(원자 배열)의 진동과 결맞게(coherently) 움직이며,이를 통해 전자들이 서로 간섭 없이 조화를 이루는 상태, 즉 저항이 0인 초전도 상태가 형성됩니다.이 과정을 결맞음 변조 결합(Modulated Coherent Coupling) 이라고 부릅니다.
기존의 BCS 이론은 두 전자가 쿠퍼쌍(Cooper pair)을 이루어 초전도를 설명했지만, 이 메커니즘은 절대온도 40K 이하의 저온 영역에서만 작동하는 한계를 갖습니다.
한편, CDW (Charge Density Wave) 이론은 전자 밀도가 주기적으로 배열되는 현상을 설명하지만, 이 현상은 오히려 초전도를 방해하는 정적인 구조로 해석되어 왔습니다.
반면, MEL 이론은 전자 밀도의 주기적 변조가 초전도를 억제하는 것이 아니라,오히려 강화하는 능동적 과정임을 보여줍니다.즉, 전자들이 개별적으로 움직이는 것이 아니라, 격자와 함께 일정한 위상을 유지하며 파동처럼 움직일 때 초전도가 발생한다는 것입니다.
MEL 이론에서 전자의 움직임은 다음과 같은 수식으로 표현됩니다:
여기서 q는 전자 밀도 변조의 파수(공간 주기성)를 나타내며,그에 대응하는 파장 λ = 2π/q 는 물질의 격자 간격보다 약 3~4배 긴 길이를 가집니다.
즉, 전자 파동과 격자 진동이 서로 위상을 맞추어 움직이는 “집단적 리듬”이 형성되는 것입니다.
이 위상 결맞음 상태가 유지될 때 전류는 손실 없이 흐르게 됩니다.
정리하면,
BCS는 “두 전자가 결합하여 초전도가 생긴다”는 이론,
CDW는 “전자들이 정적으로 배열되어 초전도를 방해한다”는 이론,
MEL은 “전자 전체가 격자와 함께 리듬을 이루며 결맞게 움직일 때 초전도가 강화된다”는 새로운 개념입니다.
현성티엔씨는 MEL 이론을 기반으로 고온 및 상온 초전도체 설계와 합성 연구를 이어가며, 이론적 설계에서 실험적 구현까지 연결하는 인공지능 기반 SuperMatics™ AI 설계 플랫폼 완성하여 상온 초전도 시대를 앞당길 것입니다.
