HoBCO박막 고온 초전도선재의 개발(Develoment of HoBCO Coated Conductor)

전문가 제언

□ 극저온에서의 초전도현상이 금속 초전도체에서 발견된 이래, 액체질소 사용온도 77K이상에서 고온초전도체가 개발되고 있다. 구리산화물의 한층 마다 약 40K씩 임계온도가 높아진다는 열풍에 휩싸였던 고온초전도기술은 분말충전법(PIT)과 은피복기술의 고안에 의해 비스무트계에서 1km에 육박하는 단일 길이를 이룩하여 상업성의 단계로 들어왔다.

□ 고온 초전도선재의 필요성능으로 임계온도, 임계전류, 임계자장의 삼요소가 동시에 만족되어야 한다. 현재 비스무트계는 자장 하에서의 임계전류값의 저하로 용도가 한정되어 있다.

□ 이트륨계의 박막선재가 77K에서 비스무트계보다 약 100배 이상의 임계전류밀도를 보이고 있으나, 가공성 부족으로 은피복이 곤란하여 장조장의 한계가 있다. 이를 해결하기위해 IBAD법, RABiTS법, 기타 ISD법 등으로 돌파구를 찾는 연구가 진행되고 있다.

□ 희토류에 속하는 홀뮴(Holmium)을 이트륨 대신에 사용하여, 이트륨의 한계를 극복하려고 시도하였다. 단단한 사파이어로부터 부드러운 니켈합금의 기판으로 현실성 있게 하고, 습기에 대한 저항을 증대시키고 박막성장속도를 개선한 것은 새로운 발상이다.

□ HoBCO에서 완충층의 이종 켜쌓기(Hetero Epitaxy)로 면내배향성을 층간에 상당히 일치하게 하였고, 최상층의 초전도층을 다층화에 의한 후막화(厚膜化)로 임계전류 특성을 높인 것이 큰 성과이다. 현재 연속 증착법도 성공적으로 진행되어, 2m 최대 길이의 HoBCO 박막선재의 개발은 NMR과 같은 저온 고자장 용도(4.2K 30T)에의 가능성을 보여주고 있다.

□ 금후 77K이상에서 고자장화를 달성하고, 길이에 따른 임계전류 분포를 개선하여 장척화를 조기에 달성하기위해 더 높은 기술향상이 기대된다. 세기의 혁신적 고온초전도기술의 꿈을 이루기 위해 세계적 협력이 필요하다.

저자

Shuji HARAKURA et el

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2005

권(호)

(59)

잡지명

SEI TECHNICAL REVIEW

과학기술
표준분류

에너지

페이지

14~20

분석자

변*호

분석물

• HoBCO박막 고온 초전도선재의 개발.pdf [197,947 byte]

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