[목차] == 개요 == Weyl metal. 독일의 수학자이자 물리학자인 H. Weyl은 [[상대론적 양자역학]]의 방정식인 [[디락 방정식]]의 해가 특수한 조건에 달라지는 것을 확인하였는데 이러한 조건을 충족시키는 입자를 바일 [[페르미온]](Weyl fermion) 혹은 바일 입자라고 한다. 그리고 이러한 바일 페르미온이 존재할 수 있는 조건의 금속을 바일 금속이라고 한다. 정확히는 바일 준금속 세미메탈이다. 참고로, 바일 페르미온은 질량을 가지지 않는 [[카이랄]]성 페르미온으로, 양자장론에서 중요한 역할을 한다.[* [[https://www.nature.com/articles/ncomms8373|논문]]. 초록에서 인용] == 성질 == 초전도체라고 알려져 있는 경우가 많으나 정확히는 초전도체는 아니라고 한다. [[초전도체]]는 일정 온도 이하에서 저항이 0이 되며 자기장을 배척하는 성질을 띠는 물체를 말하는데, 바일 금속은 저항은 이론상 0이지만 [[마이스너 효과|자기장을 배척하는 성질]]을 보이진 않는다고 한다. 모든 물질은 일정 전압 이상이 되어야 전기가 흐르는데 도체는 그 전압이 매우 낮은 것을 말하고 부도체는 그 전압이 매우 높아야 한다. 근데 고체에 결정화된 절연체의 경우 표면에서는 2차원적인 도체가 될 수 있다. 아시다시피 2차원이라는 건 면적이 0이나 마찬가지라 저항이 조금만 있어도 거의 흐르지 않고 무시할 만한 수준이 되는것. 이 바일 금속[* 세미메탈로 '반금속' '준금속' 모두 기존에 사용하던 뜻이 따로 있어 세미메탈로 찾아야 한다.] 합금의 경우에는 기본적으로는 절연체이자 부도체이다. 원자에 전자가 돌고 있는것을 알것이다. 이 금속의 표면은 이 전자의 원래 경로가 겹쳐 있어 마치 원자를 자연스레 도는 전자마냥 표면을 따라 움직이는 것이 가능한 것이다. 초전도체는 [[마이스너 효과|제작 방법과는 상관 없이 내부 자기장이 항상 0이다.]] 그러나 완전 도체인 바일 세미메탈의 내부 자기장은 제작시 외부 자기장에 따라 다를 수 있다. 아직 지금 상태에선 발견의 수준이다. 불순물이 내부에 이런 이상적인 표면상태를 우연히 만들어 이 현상이 발견된 것. 뭐랑 뭐랑 어느 비율로 이래 이래 섞었더니 일정 부분 부분에서만 저런 현상이 일어난 것을 확인했다는 것이다. 저 현상을 의도하여 모든 면에서 가능하게 해야 의미있는 물질을 제대로 만드는 것. 갈 길이 멀었다. == 역사 == 오랫동안 이론상으로만 구상되었다가 [[2010년대]]에 들어 실제로 조건에 맞는 합금들이 발견되어 실존 가능함이 확인되었다. [[2013년]]에 김헌정 대구대 교수팀과 김지훈 포스텍 교수팀은 [math( \mathrm{Bi}_{1-x} \mathrm{Sb}_{x} )] 꼴의 화합물을 연구하던 중[* [[https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.111.246603|논문]]] [math( \mathrm{Bi}_{0.96} \mathrm{Sb}_{0.04} )]이 바일 금속임을 밝혔고, [* 옴의 법칙과 관련된 [[https://www.nature.com/nmat/journal/v16/n11/full/nmat4965.html|논문]]의 12번째 레퍼런스에, 해당 물질을 최초로 발견했음을 언급하고 있다.] 이후 2015년경부터 TaAs [* [[https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.5.031013|논문]]. [[DFT]]를 통해 존재 자체는 예측된 지 오래되었으나, 실제로 만들어진 것은 조금 늦다.] 등이 발견되고 있는 상황이다. ## ## 실제로 TaAs가 바일 금속이란 것을 DFT로 예측한 논문을 아시는 분은 추가 부탁드립니다. (PhysicalMouse, r18에서 남김) ## == 옴의 법칙과 관련해서 == 국내에는 바일 금속을 이용해 [[옴의 법칙]]을 깨뜨렸다는 다소 자극적인 제목의 기사로 그 존재가 알려졌다. [[http://news.donga.com/3/all/20170922/86452262/1|동아일보 기사]]. 다만 이 발견이 물리학 책을 새로 쓸 만한 일은 아니다. 일반물리 이후 [[전자기학]]에서 처음으로 [[옴의 법칙]]을 다룰 때도, [[맥스웰 방정식]] 등의 기본 법칙에서 유도하는 것이 아니라 일종의 rule of thumb로 제시되는 법칙이기 때문. 참고: [[http://webzine.kps.or.kr/contents/data/webzine/webzine/14762086374.pdf|3차원 바일 금속의 물리적 성질과 연구의 전망 - 물리학과 첨단기술]] == 관련 문서 == * [[초전도체]] [각주] [[분류:금속]][[분류:물리학]]