유기 초전도체

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1. 개요

유기 초전도체는 유기 분자로 구성된 초전도체로, 1차원 Fabre 및 Bechgaard 염, 2차원 BEDT-TTF 염, 도핑된 풀러렌, 기타 TTP, 페난트렌 계열 및 흑연 층간 삽입 초전도체 등이 있다. Fabre 및 Bechgaard 염은 TMTTF 또는 TMTSF를 기반으로 하며, 외부 압력 하에서 초전도성을 나타낸다. BEDT-TTF 염은 BEDT-TTF 분자들이 음이온에 의해 분리된 층을 이루며, 다양한 상 평형 그림을 보이며, 상압에서 13.1 K까지의 전이 온도를 나타낸다. 풀러렌 기반 초전도체는 C60 풀러렌에 알칼리 금속을 도핑하여 만들며, 3차원 등방성 초전도성을 나타낸다. 기타 유기 초전도체는 TTP, 탄화수소, 흑연 층간 삽입 화합물 등이 있으며, 다양한 온도에서 초전도성을 보인다.

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유기 초전도체
개요
분자 모델
화학식	C₁₀H₁₀S₈
몰 질량	386.69 g/mol
성질
관련 정보
관련 화합물	유기 반도체

2. 1차원 Fabre 및 Bechgaard 염

파브르(Fabre) 염은 테트라메틸테트라티아풀발렌(TMTTF)을 기반으로, 베크가르트(Bechgaard) 염은 테트라메틸테트라셀레나풀발렌(TMTSF)을 기반으로 하는 유기 초전도체이다. 이들은 분자 내 황 원자가 셀레늄 원자로 치환된 것을 제외하면 유사한 구조를 가진다.

몇 가지 일차원 유기 초전도체의 전이 온도 및 해당 외부 압력은 아래 표와 같다.

물질	T_C (K)	p_ext (kbar)
(TMTSF)₂SbF₆	0.36	10.5
(TMTSF)₂PF₆	1.1	6.5
(TMTSF)₂AsF₆	1.1	9.5
(TMTSF)₂ReO₄	1.2	9.5
(TMTSF)₂TaF₆	1.35	11
(TMTTF)₂Br	0.8	26

2. 1. 분자 구조 및 특징

Fabre-염은 테트라메틸테트라티아풀발렌(TMTTF)과 테트라메틸테트라셀레나풀발렌(TMTSF)의 Bechgaard-염으로 구성되어 있다. 이 두 유기 분자는 TMTTF의 황 원자가 TMTSF의 셀레늄 원자로 대체되었다는 점을 제외하고는 유사하다. 분자는 이량체화 경향을 보이며 음이온에 의해 분리된 열을 이루어 쌓인다. 일반적인 음이온으로는 예를 들어 팔면체 PF₆, AsF₆ 또는 사면체 ClO₄ 또는 ReO₄가 있다.

2. 2. 상 전이 (Phase Transition)

Fabre-염과 Bechgaard-염은 모두 실온에서 준 1차원적 특성을 가지며, 분자 열을 따라 전기가 잘 통한다. 이들은 반강자성 정렬, 전하 정렬, 스핀 밀도파 상태, 차원 교차, 초전도성 등 다양한 상 전이를 보인다.

(TMTTF)₂ClO₄는 상온에서 초전도성을 보이는 Bechgaard 염으로, 전이 온도(T_C)는 1.4K이다. 다른 염들은 외부 압력을 가해야 초전도성을 나타내는 경우가 많다. 대부분의 Fabre-염을 초전도 상태로 만들기 위해 필요한 외부 압력은 매우 높아, 실험실 조건에서 초전도성이 관찰되는 화합물은 드물다.

몇 가지 1차원 유기 초전도체의 전이 온도 및 해당 외부 압력은 아래 표와 같다.

물질	T_C (K)	p_ext (kbar)
(TMTSF)₂SbF₆	0.36	10.5
(TMTSF)₂PF₆	1.1	6.5
(TMTSF)₂AsF₆	1.1	9.5
(TMTSF)₂ReO₄	1.2	9.5
(TMTSF)₂TaF₆	1.35	11
(TMTTF)₂Br	0.8	26

2. 3. 주요 유기 초전도체 (1차원)

Fabre-염은 테트라메틸테트라티아풀발렌(TMTTF)과 테트라메틸테트라셀레나풀발렌(TMTSF)의 Bechgaard-염으로 구성되어 있다. 이 두 유기 분자는 TMTTF의 황 원자가 TMTSF의 셀레늄 원자로 대체되었다는 점을 제외하고는 유사하다. 이들 분자는 이량체화 경향을 보이며 음이온에 의해 분리된 열을 이루어 쌓인다. 일반적인 음이온으로는 팔면체 PF₆, AsF₆ 또는 사면체 ClO₄, ReO₄ 등이 있다.

두 물질 부류 모두 실온에서 준일차원적이며, 분자 열을 따라 전도되며, 반강자성 정렬, 전하 정렬, 스핀 밀도파 상태, 차원 교차 및 초전도성을 포함하는 매우 다양한 상 그림을 공유한다.

상온에서 초전도성을 보이는 Bechgaard-염은 (TMTTF)₂ClO₄이며, 전이 온도 T_C = 1.4 K이다. 다른 몇몇 염은 외부 압력 하에서만 초전도성을 띤다. 대부분의 Fabre-염을 초전도 상태로 만들기 위해 필요한 외부 압력은 실험실 조건에서 한 화합물에서만 초전도성이 관찰될 정도로 높다. 아래 표는 몇 가지 일차원 유기 초전도체의 전이 온도 및 해당 외부 압력을 나타낸 것이다.

물질	T_C (K)	p_ext (kbar)
(TMTSF)₂SbF₆	0.36	10.5
(TMTSF)₂PF₆	1.1	6.5
(TMTSF)₂AsF₆	1.1	9.5
(TMTSF)₂ReO₄	1.2	9.5
(TMTSF)₂TaF₆	1.35	11
(TMTTF)₂Br	0.8	26

3. 2차원 (BEDT-TTF)₂X

BEDT-TTF(비스에틸렌디티오-테트라티아풀발렌)는 ET로 약칭되며, 2차원 평면 구조를 형성하는 유기 분자이다. 이 분자들은 음이온에 의해 분리되는 평면을 형성하며, 평면 내 분자 배열, 음이온의 종류, 성장 조건, 외부 압력 등에 따라 다양한 상(Phase)과 전자적 특성을 나타낸다.^[4]

κ-(ET)₂X 염의 층상 구조. 노란색, 회색, 파란색, 빨간색 타원은 각각 황, 탄소, 질소, 구리 원자를 나타낸다. 수소 원자는 생략되었다. ET 공여체 분자 층은 중합체 Cu₂(CN)₃^- 음이온 시트에 의해 분리된다.

ET 기반 염은 초전도체 뿐만 아니라 전하 정렬, 반강자성 등 다양한 현상을 보이며, 심지어 스핀 액체 상태로 예측되는 화합물도 있다. 특히 κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl와 같이 특정 화합물은 비교적 낮은 압력(약 300bar)에서 초전도성을 나타내기도 한다.^[4]

ET 분자에서 황 원자를 셀레늄(Se)이나 산소(O)로 치환하면 또 다른 초전도체를 만들 수 있다. 대표적인 예로 BEDT-TSF, BETS, BEDO-TTF, BEDO 등이 있다. 또한, κ-(ET)₂X 및 λ(BETS)₂X 계열의 일부 2차원 유기 초전도체는 외부 자기장에 의해 초전도성이 억제될 때 Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) 상의 후보 물질로 여겨진다.^[5]

3. 1. 분자 배열 및 상 (Phase)

BEDT-TTF (비스에틸렌디티오-테트라티아풀발렌, ET) 분자들은 음이온에 의해 분리된 평면을 형성한다. 평면 내 분자 배열은 음이온과 성장 조건에 따라 다양하며, α, θ, β, κ 상 등 여러 가지 상이 존재한다.^[4] κ 상은 분자들이 이량체화되어 체스판 구조를 이루며, 반충전 시스템으로 인해 다른 상보다 높은 온도에서 초전도성을 나타낼 수 있다.

두 ET 분자 시트를 분리할 수 있는 음이온은 트라이아이오딘화물 (I₃^-)과 같은 단순한 음이온부터, Cu[N(CN)₂]Br과 같은 중합체 음이온, Ag(CF₃)₄·112DCBE와 같은 용매를 포함하는 음이온까지 다양하다. ET 기반 결정의 전자적 특성은 성장하는 상, 음이온, 가해지는 외부 압력에 따라 달라진다. 절연체 상태의 ET 염을 초전도체로 만들기 위해 필요한 외부 압력은 베크가드 염보다 훨씬 낮다. 예를 들어 κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl은 약 300 bar의 압력에서 초전도체가 되는데, 이는 결정을 0°C 이하로 냉동된 그리스에 넣어 응력을 가하면 된다.

Fabre 또는 Bechgaard 염과 달리, 모든 ET 기반 염에 대한 보편적인 상 평형 그림은 아직 없다. 이러한 상 평형 그림은 온도와 압력뿐만 아니라 전자 상관 관계에도 의존하며, 초전도 외에도 전하 정렬, 반강자성 등의 현상이 나타나고, 최저 온도까지 금속성을 유지하거나 스핀 액체로 예측되는 화합물도 있다.

상압 및 외부 압력에서 가장 높은 전이 온도는 κ-상에서 발견된다. κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br은 상압에서 T_C = 11.8 K에서 초전도체가 되며, 300 bar의 압력에서 중수소화된 κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl은 T_C = 13.1 K의 전이 온도를 갖는 초전도체가 된다.

다음은 몇 가지 유기 초전도체의 예시이다.

물질	T_C (K)	p_ext (kbar)
β_H-(ET)₂I₃	1.5	0
θ-(ET)₂I₃	3.6	0
k-(ET)₂I₃	3.6	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	0.3	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	1.2	1.2
β’’-(ET)₂SF₅CH₂CF₂SO₃	5.3	0
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl	12.8	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl 중수소화	13.1	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br 중수소화	11.2	0
κ-(ET)₂Cu(NCS)₂	10.4	0
κ-(ET)₄Hg_2.89Cl₈	1.8	12
κ_H-(ET)₂Cu(CF₃)₄·TCE	9.2	0
κ_H-(ET)₂Ag(CF₃)₄·TCE	11.1	0

ET 분자에서 황 원자를 셀레늄 (BEDT-TSF, BETS) 또는 산소 (BEDO-TTF, BEDO)로 치환하여 더 많은 초전도체를 찾을 수 있다.

κ-(ET)₂X 및 λ(BETS)₂X 계열의 일부 2차원 유기 초전도체는 외부 자기장에 의해 초전도성이 억제될 때 Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) 상의 후보 물질이다.^[5]

3. 2. 음이온의 다양성

BEDT-TTF(비스에틸렌디티오-테트라티아풀발렌, ET) 분자 층 사이에는 다양한 종류의 음이온이 존재할 수 있다. 여기에는 트라이아이오딘화물(I₃^-)과 같은 단순 음이온부터 Cu[N(CN)₂]Br과 같은 중합체 음이온, Ag(CF₃)₄·112DCBE와 같이 용매를 포함하는 음이온까지 포함된다.^[4]

3. 3. 전자적 특성

ET 기반 결정의 전자적 특성은 성장하는 상, 음이온, 외부 압력 등에 따라 달라진다.^[4] 절연체 상태에서 초전도체로 전환하는 데 필요한 외부 압력은 베크가드 염보다 훨씬 낮다. 예를 들어 κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl은 약 300 bar의 압력에서 초전도체가 되는데, 이는 결정을 0°C 이하로 냉동된 그리스에 넣어 응력을 가하는 방식으로 달성할 수 있다.^[4]

상압 및 외부 압력에서 가장 높은 전이 온도는 모두 매우 유사한 음이온을 갖는 κ-상에서 발견된다. κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br은 상압에서 T_C = 11.8 K에서 초전도체가 되며, 300 bar의 압력은 중수소화된 κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl을 반강자성에서 T_C = 13.1 K의 전이 온도를 갖는 초전도 바닥 상태로 전환시킨다.

물질	T_C (K)	p_ext (kbar)
β_H-(ET)₂I₃	1.5	0
θ-(ET)₂I₃	3.6	0
k-(ET)₂I₃	3.6	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	0.3	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	1.2	1.2
β’’-(ET)₂SF₅CH₂CF₂SO₃	5.3	0
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl	12.8	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl 중수소화	13.1	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br 중수소화	11.2	0
κ-(ET)₂Cu(NCS)₂	10.4	0
κ-(ET)₄Hg_2.89Cl₈	1.8	12
κ_H-(ET)₂Cu(CF₃)₄·TCE	9.2	0
κ_H-(ET)₂Ag(CF₃)₄·TCE	11.1	0

3. 4. 상 평형 그림 (Phase Diagram)

파브레 염 또는 베크가드 염과 달리 모든 ET 기반 염에 대한 보편적인 상 평형 그림은 아직 제안되지 않았다. 이러한 상 평형 그림은 온도와 압력(즉, 대역폭)뿐만 아니라 전자 상관 관계에도 의존한다. 초전도 바닥 상태 외에도, 이러한 물질은 전하 정렬, 반강자성을 보이며, 최저 온도까지 금속성을 유지한다. 어떤 화합물은 심지어 스핀 액체일 것으로 예측된다.^[4]

상압 및 외부 압력에서 가장 높은 전이 온도는 모두 매우 유사한 음이온을 갖는 κ-상에서 발견된다. κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br은 상압에서 T_C = 11.8 K에서 초전도체가 되며, 300 bar의 압력은 중수소화된 κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl을 반강자성에서 T_C = 13.1 K의 전이 온도를 갖는 초전도 바닥 상태로 전환시킨다. 다음 표는 이 종류의 초전도체를 몇 개만 보여준다.

물질	T_C (K)	p_ext (kbar)
β_H-(ET)₂I₃	1.5	0
θ-(ET)₂I₃	3.6	0
k-(ET)₂I₃	3.6	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	0.3	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	1.2	1.2
β’’-(ET)₂SF₅CH₂CF₂SO₃	5.3	0
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl	12.8	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl 중수소화	13.1	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br 중수소화	11.2	0
κ-(ET)₂Cu(NCS)₂	10.4	0
κ-(ET)₄Hg_2.89Cl₈	1.8	12
κ_H-(ET)₂Cu(CF₃)₄·TCE	9.2	0
κ_H-(ET)₂Ag(CF₃)₄·TCE	11.1	0

3. 5. 주요 유기 초전도체 (2차원)

BEDT-TTF (비스에틸렌디티오-테트라티아풀발렌, ET) 분자는 음이온에 의해 분리된 평면을 형성한다. 평면 내 분자 배열은 음이온과 성장 조건에 따라 여러 상으로 나뉘는데, 초전도성과 관련된 주요 상은 α-상, θ-상, β-상, κ-상이다. 특히 κ-상은 분자가 이량체화되는 체스판 구조를 가지며, 반충전 시스템으로 인해 다른 상보다 높은 온도에서 초전도성을 보인다.

ET 분자 시트를 분리할 수 있는 음이온은 트라이아이오딘화물()과 같은 단순 음이온, Cu[N(CN)₂]Br과 같은 중합체 음이온, Ag(CF₃)₄·112DCBE와 같은 용매 포함 음이온 등 매우 다양하다. ET 기반 결정의 전자적 특성은 성장 상, 음이온, 외부 압력에 따라 결정된다. 절연체 상태의 ET 염을 초전도체로 만들기 위한 외부 압력은 베크가드 염보다 훨씬 낮다.

Fabre 염이나 Bechgaard 염과 달리, 모든 ET 기반 염에 대한 보편적인 상 평형 그림은 아직 없다. 이러한 상 평형 그림은 온도, 압력(대역폭), 전자 상관 관계에 의존하며, 초전도 외에도 전하 정렬, 반강자성 등의 현상을 보인다.

상압 및 외부 압력에서 가장 높은 전이 온도는 κ-상에서 발견된다. κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br은 상압에서 T_C = 11.8 K에서 초전도체가 되며, 중수소화된 κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl은 300 bar 압력에서 T_C = 13.1 K의 전이 온도를 갖는다. 다음은 주요 2차원 유기 초전도체 목록이다.

물질	T_C (K)	p_ext (kbar)
β_H-(ET)₂I₃	1.5	0
θ-(ET)₂I₃	3.6	0
k-(ET)₂I₃	3.6	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	0.3	0
α-(ET)₂KHg(SCN)₄	1.2	1.2
β’’-(ET)₂SF₅CH₂CF₂SO₃	5.3	0
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl	12.8	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Cl 중수소화	13.1	0.3
κ-(ET)₂Cu[N(CN)₂]Br 중수소화	11.2	0
κ-(ET)₂Cu(NCS)₂	10.4	0
κ-(ET)₄Hg_2.89Cl₈	1.8	12
κ_H-(ET)₂Cu(CF₃)₄·TCE	9.2	0
κ_H-(ET)₂Ag(CF₃)₄·TCE	11.1	0

^[4]

3. 6. FFLO 상 후보 물질

κ-(ET)₂''X'' 및 λ(BETS)₂''X'' 계열의 일부 2차원 유기 초전도체는 외부 자기장에 의해 초전도성이 억제될 때 풀데-페럴-라킨-오프친니코프 (FFLO) 상의 후보 물질이다.^[5]

4. 도핑된 풀러렌 (Doped Fullerenes)

풀러렌(C₆₀) 기반 초전도체는 다른 유기 초전도체와 달리 순수한 탄소 분자로 구성되며, 3차원 등방성 초전도성을 나타낸다. 알칼리 금속 원자를 간극에 배치하면 결정이 금속성을 띠게 되고 저온에서 초전도성을 띤다.

물질	T_C (K)	p_ext (mbar)
K₃C₆₀	18	0
Rb₃C₆₀	30.7	0
K₂CsC₆₀	24	0
K₂RbC₆₀	21.5	0
K₅C₆₀	8.4	0
Sr₆C₆₀	6.8	0
(NH₃)₄Na₂CsC₆₀	29.6	0
(NH₃)K₃C₆₀	28	14.8

4. 1. 구조 및 특징

C₆₀을 기반으로 하는 초전도 풀러렌은 다른 유기 초전도체와 상당히 다르다. 구성 분자는 더 이상 조작된 탄화수소가 아니라 순수한 탄소 분자이다. 또한, 이 분자는 더 이상 평평하지 않고 부피가 커서 3차원 등방성 초전도체가 된다. 순수한 C₆₀은 입방정계에서 성장하며 절연체이다. 알칼리 금속 원자를 간극에 배치하면 결정이 금속성을 띠게 되고 결국 저온에서 초전도성을 띠게 된다.

C₆₀ 결정은 주변 대기에서 안정적이지 않다. 이 결정은 밀폐된 캡슐에서 성장하고 조사되므로 가능한 측정 기술이 제한된다. 지금까지 측정된 최고 전이 온도는 Cs₂RbC₆₀에서 T_C = 33 K였다. 유기 초전도체의 최고 측정 전이 온도는 1995년에 15 kbar로 가압된 Cs₃C₆₀에서 T_C = 40 K로 발견되었다. 압력 하에서 이 화합물은 독특한 거동을 보인다. 일반적으로 최고 T_C는 전이를 유도하는 데 필요한 최소 압력으로 달성된다. 압력을 더 높이면 일반적으로 전이 온도가 감소한다. 그러나 Cs₃C₆₀에서 초전도성은 수백 bar의 매우 낮은 압력에서 시작되며, 전이 온도는 압력이 증가함에 따라 계속 증가한다. 이는 단순히 대역폭 확장과는 완전히 다른 메커니즘을 나타낸다.

물질	T_C (K)	p_ext (mbar)
K₃C₆₀	18	0
Rb₃C₆₀	30.7	0
K₂CsC₆₀	24	0
K₂RbC₆₀	21.5	0
K₅C₆₀	8.4	0
Sr₆C₆₀	6.8	0
(NH₃)₄Na₂CsC₆₀	29.6	0
(NH₃)K₃C₆₀	28	14.8

4. 2. 전이 온도 (T_C)

지금까지 측정된 가장 높은 전이 온도는 Cs₂RbC₆₀에서 T_C = 33 K였다.^[2] 1995년에는 15 kbar로 가압된 Cs₃C₆₀에서 T_C = 40 K가 보고되었다.^[2] 이 화합물은 압력 하에서 독특한 거동을 보이는데, 일반적인 경우와 달리 최고 T_C는 전이를 유도하는 데 필요한 최소 압력으로 달성되며, 압력을 더 높이면 전이 온도가 감소한다.^[2] 그러나 Cs₃C₆₀의 경우 초전도성이 수백 bar의 매우 낮은 압력에서 시작되며, 전이 온도는 압력이 증가함에 따라 계속 증가한다.^[2] 이는 단순히 대역폭 확장과는 완전히 다른 메커니즘을 나타낸다.^[2]

물질	T_C (K)	p_ext (mbar)
K₃C₆₀	18	0
Rb₃C₆₀	30.7	0
K₂CsC₆₀	24	0
K₂RbC₆₀	21.5	0
K₅C₆₀	8.4	0
Sr₆C₆₀	6.8	0
(NH₃)₄Na₂CsC₆₀	29.6	0
(NH₃)K₃C₆₀	28	14.8

4. 3. 주요 유기 초전도체 (풀러렌)

C₆₀을 기반으로 하는 초전도 풀러렌은 다른 유기 초전도체와는 상당히 다르다. 구성 분자는 더 이상 조작된 탄화수소가 아니라 순수한 탄소 분자이다. 또한, 이 분자는 더 이상 평평하지 않고 부피가 커서 3차원 등방성 초전도체가 된다. 순수한 C₆₀은 입방정계에서 성장하며 절연체이다. 알칼리 금속 원자를 간극에 배치하면 결정이 금속성을 띠게 되고 결국 저온에서 초전도성을 띠게 된다.^[1]

C₆₀ 결정은 주변 대기에서 안정적이지 않다. 이 결정은 밀폐된 캡슐에서 성장하고 조사되므로 가능한 측정 기술이 제한된다. 지금까지 측정된 최고 전이 온도는 Cs₂RbC₆₀에서 T_C = 33 K였다. 유기 초전도체의 최고 측정 전이 온도는 1995년에 15 kbar로 가압된 Cs₃C₆₀에서 T_C = 40 K로 발견되었다. 압력 하에서 이 화합물은 독특한 거동을 보인다. 일반적으로 최고 T_C는 전이를 유도하는 데 필요한 최소 압력으로 달성된다. 압력을 더 높이면 일반적으로 전이 온도가 감소한다. 그러나 Cs₃C₆₀에서 초전도성은 수백 bar의 매우 낮은 압력에서 시작되며, 전이 온도는 압력이 증가함에 따라 계속 증가한다. 이는 단순히 대역폭 확장과는 완전히 다른 메커니즘을 나타낸다.^[1]

물질	T_C (K)	p_ext (mbar)
K₃C₆₀	18	0
Rb₃C₆₀	30.7	0
K₂CsC₆₀	24	0
K₂RbC₆₀	21.5	0
K₅C₆₀	8.4	0
Sr₆C₆₀	6.8	0
(NH₃)₄Na₂CsC₆₀	29.6	0
(NH₃)K₃C₆₀	28	14.8

5. 기타 유기 초전도체

세 가지 주요 유기 초전도체 외에도, 저온 또는 압력 하에서 초전도성을 나타내는 더 많은 유기계 물질들이 있다.

흑연 층간 삽입 초전도체는 육각형 그래핀 시트 사이에 다른 분자 또는 원자를 넣어 정렬된 구조를 형성하면, 외부 분자나 원자, 그래핀 층이 금속성이 아니더라도 초전도성을 띠게 된다. 주로 알칼리 원자를 음이온으로 사용하여 여러 가지 화학 양론이 합성되었다.^[1]

특이 초전도체(Unusual Superconductors^영어)에는 다음이 있다.

재료	T_C (K)
(BDA-TTP)₂AsF₆	5.8
(DTEDT)₃Au(CN)₂	4
K_3.3피센	18
Rb_3.1피센	6.9
K₃페난트렌	4.95
Rb₃페난트렌	4.75
CaC₅	11.5
NaC₂	5
KC₈	0.14

5. 1. TTP 기반 초전도체

테트라티아풀발렌(TTF) 분자를 기반으로 하는 TMTTF 및 BEDT-TTF와 달리, 테트라티아펜탈렌(TTP)을 기본 분자로 사용하여 유기 결정에서 양이온 역할을 하는 다양한 새로운 유기 분자를 얻을 수 있다. 이 중 일부는 초전도성을 띈다. 이러한 종류의 초전도체는 비교적 최근에 보고되었으며, 현재 연구가 진행 중이다.^[1]

5. 2. 페난트렌 (Phenanthrene) 계열 초전도체

피센과 페난트렌과 같은 탄화수소 결정에 칼륨(K) 또는 루비듐(Rb)과 같은 알칼리 금속을 도핑하고 며칠 동안 어닐링하면 전이 온도가 18,000까지 초전도 현상이 나타난다. Ax페난트렌의 경우, 초전도 현상은 비전통적일 수 있다. 페난트렌과 피센은 모두 페난트렌-에지형 다환 방향족 탄화수소라고 불린다. 벤젠 고리의 수가 증가하면 T_c가 높아지는 경향이 있다.

5. 3. 흑연 층간 삽입 (Graphite Intercalation) 초전도체

육각형 그래핀 시트 사이에 다른 분자 또는 원자를 넣어 정렬된 구조를 형성하면, 외부 분자나 원자, 그래핀 층이 금속성이 아니더라도 초전도성을 띠게 된다. 주로 알칼리 원자를 음이온으로 사용하여 여러 가지 화학 양론이 합성되었다.

5. 4. 특이 초전도체 (Unusual Superconductors)

특이 초전도체(Unusual Superconductors^영어)에는 다음이 있다.

재료	T_C (K)
(BDA-TTP)₂AsF₆	5.8
(DTEDT)₃Au(CN)₂	4
K_3.3피센	18
Rb_3.1피센	6.9
K₃페난트렌	4.95
Rb₃페난트렌	4.75
CaC₅	11.5
NaC₂	5
KC₈	0.14

참조

_[1] 서적 The Physics of Organic Superconductors and Conductors Springer 2008
_[2] 논문 Quasi-two-dimensional organic superconductors: A review
_[3] 논문 Superconductivity in a synthetic organic conductor (TMTSF)2PF 6 https://hal.archives[...] 1980
_[4] 논문 Realization of Superconductivity at Ambient Pressure by Band-Filling Control in κ-(BEDT-TTF)2 Cu2(CN)3 1996
_[5] 간행물 Theory of the Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov State and Application to Quasi-Low-Dimensional Organic Superconductors Springer, Berlin 2008

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