▲분자 고체인 k-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3 의 격자 구조, 밴드 구조, 및 초전도 돔
신동빈 교수와 독일 막스플랑크 연구유기 분자 고체인 κ-(BEDT-TTF)2X 계열의 복잡한 상전이와 초전도 현상을 이론적으로 규명하는 데 성공했습니다. 특히 κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3 의 전자구조를 정밀하게 계산하여, 실험과 기존 제일 원리 계산 사이의 불일치를 해결하였습니다. 새롭게 개발된 Hubbard U 적용 기법을 활용해 분자 궤도 에너지 준위를 효과적으로 보정함으로써, 밴드갭과 광전도도, 압력에 따른 금속-절연체 전이 거동을 실험 결과와 정성 정량적으로 일치시켰습니다. 또한 페르미 준위에서의 flat 밴드 상태로부터 기인하는 초전도 돔 구조를 이론적으로 재현하는 데 성공했습니다. 더 나아가, 양자 스핀 액체 및 다체 상호작용을 연구할 수 있는 새로운 저에너지 격자 모델을 제안하였습니다. [npj Computational Materials, IF: 11.9]
Professor Dongbin Shin, in collaboration with the Max Planck Institute in Germany, has successfully provided a theoretical understanding of the complex phase transitions and superconducting phenomena in the organic molecular solid family κ-(BEDT-TTF)2X. In particular, the team performed precise electronic structure calculations for κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3, resolving longstanding discrepancies between experimental observations and conventional first-principles approaches. By employing a newly developed Hubbard U method to correct molecular orbital energy levels, they achieved quantitative agreement with experiments for the band gap, optical conductivity, and the pressure-driven metal–insulator transition. Notably, the superconducting dome originating from the flat band at the Fermi level was successfully reproduced at the theoretical level. Furthermore, the researchers proposed a new low-energy lattice model that enables systematic studies of quantum spin liquid states and many-body interactions. [npj Computational Materials, IF: 11.9]
Authors: Dongbin Shin(FA,CA), Fabijan Pavosevic, Nicolas Tancogne-Dejean, Michele Buzzi, Emil Vinas Bostrom and Angel Rubio(CA)
Publication Date: 17 January 2026
Journal link: doi.org/10.1038/s41524-026-01960-y
