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[과학사진관] 추풍에 물든 단풍 봄꽃 도곤 더 좋아라.

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2018년 05월 23일 20:00 프린트하기

 

 추풍에 물든 단풍 봄꽃 도곤 더 좋아라.

 천공이 나를 위하여 뫼빛을 꾸며 내도다.

-남파, 김천택-

 

 

작품명 | 초전도체가 그린 가을 Autumn made of superconductor

작가 | 손수한 연구원 (physhson@snu.ac.kr)

소속 | 강상관계물질 연구단

 

 

작가의 말

형형색색이 어우러진 가을의 산을 연상케 하는 이 이미지는 초전도체가 만들어준 것이다.

 

나이오븀 다이셀레나이드(NbSe2, 나이오븀(Nb)과 셀레늄(Se)의 합성물질)는 준 2차원 층상구조를 가져 저온에서 저항이 0이 되는 초전도체이다.

 

이 그림은 나이오븀 다이셀레나이드를 기계적 박리법으로 처리해 수십 개의 원자층으로 만든 후 원자간력현미경(Atomic Force Microscope, AFM)으로 측정했다.

 

이 데이터를 3D로 나타내니 표면의 높이 차이가 발생하면서 역동적인 이미지가 되었다. 가상세계의 자연을 한 폭의 풍경화로 나타낸 듯 강렬한 색감의 대비가 감각적으로 느껴진다.

 

 

작가의 TIP

저항이 0이 되는 초전도체란? 매우 낮은 온도에서 특정 물질의 전기저항이 사라지는 초전도 현상은 응집물질물리학에서 가장 흥미로운 현상 중 하나다. 이 성질을 이용하면 자기부상열차 등 산업적 응용성이 무궁무진하다.

 

원자간력현미경? 원자 크기의 미세한 탐침이 일정한 거리를 두고 물질의 표면일 읽어 상을 만든다. 원자간력현미경은 탐침과 표면의 원자간 힘을 측정해 3차원 상을 그려낸다.

 

작가의 NOTE :

 

초전도체로 가을을 표현하는 방법


① 돌덩이같은 나이오븀 다이셀레나이드(NbSe2)를 스카치 테이프로 매우 얇게 만든다. 이를 기계적 박리법이라고 한다.
② 반복적인 작업으로 얇게 만든 NbSe2 단결정을 실리카(SiO2) 기판에 옮기고 현미경으로 결정을 확인한다.
③ 원자간력현미경(AFM)은 두께 정보를 추출할 수 있는 장비다. 현미경의 뾰족한 끝이 얇아진 단결정을 긁고 다니며 표면의 높이를 측정한다.
④ AFM으로 얻은 높이 정보를 특정 프로그램을 통해 3D 이미지로 바꾸면 붉은 빛의 단풍이 든 풍경화가 나타난다.

 

나이오븀 다이셀레나이드의 결정(좌), 단결정으로 얻어진 나이오븀 다이셀레나이드(우)
나이오븀 다이셀레나이드의 결정(좌), 단결정으로 얻어진 나이오븀 다이셀레나이드(우)
나이오븀 다이셀레나이드의 2차원 층상구조.
나이오븀 다이셀레나이드의 2차원 층상구조.

초전도체가 그린 가을, 360도로 감상하기 

 

 

 

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※편집자주  

과학의 눈으로 '여행'을 떠난다면 어떤 모습일까요? 지난 감성, 인체 편에 이어 연구자들이 실험실에서 만난 시공간의 풍경을 담았습니다.  서울 등 특정한 장소부터 자연 및 인공의 장소까지 현미경으로 포착한 과학으로 '여행'을 떠나요. 

해당 작품은 IBS(기초과학연구원) 연구자들의 작품입니다. 연구자들이 실험실에서 몰두하던 중 나온 결과물들을 사진 작품으로 새롭게 탄생시킨 것으로, '2017 아트 인 사이언스'란 이름으로 전시되었습니다. 정말 다를 것 같던 두 사람이 만나 의외의 공통점을 발견하듯이, 이 사진들을 통해 어렵고 낯설 수 있는 과학과 일상의 연결고리를 발견하면 좋겠습니다. 


동아사이언스

DongaScience X IBS

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