MgB2 박막연구의 현황

전문가 제언

○ 2001년 일본의 Akimitsu 그룹이 발견한 magnesium diboride(MgB2) 초전도체는 종래의 금속초전도체와 같이 포논 중재에 의한 초전도체이면서도 임계온도가(Tc) 39K로 높아 관련분야에 신선한 충격을 주었다.

○ 구리산화물 고온초전도체(HTS)의 Tc가 120K인 것에 비하면 훨씬 낮지만, 39K은 고가의 액체 헬륨 대신에 액체수소를 사용할 수 있은 온도이며 극저온 냉동기를 이용할 수도 있으므로 응용 시에 유리하다. 발견된 지 얼마 지나지 않아서 기존의 PIT(Powder-In-Tube) 방법으로 선재제조에 성공하였으며 1T급의 자석이 시판되고 있다.

○ 이 논문에서는 MgB2 박막연구에 대한 현재의 상황을 소개한다. 박막은 전자공학과 같은 초전도체의 소규모 응용에서는 필수적이며, 최근에는 HTS의 경우에서 볼 수 있듯이 코팅 도체(coated conductor)로 만들어 전력 분야와 같은 대규모 응용에서도 중요하다.

○ MgB2의 특이한 성질인 두 띠(two-band)구조를 비롯한 기초 물성연구에서도 박막이 주로 사용되며, Leggett 모드와 같은 새로운 물리현상을 이해하는 데도 기여할 것으로 기대된다.

○ MgB2는 Tc, 상부임계자기장(Hc2), 임계전류밀도(Jc) 등이 대략 저온초전도체와 구리산화물 HTS의 중간보다 약간 아래에 있다. 저온초전도체의 응용은 이미 한계에 도달하고, HTS는 아직 개발단계이지만 극복해야할 난관이 산적해 있는 상황이다. 그러므로 고자기장 자석의 개발과 고주파 공동(RF cavity) 응용에서 MgB2의 장점을 살릴 수 있을 것이다.

○ 국내에서도 MgB2는 초기부터 활발한 연구가 수행되었다. 이 논문에서도 여러 차례 인용된 포항공대의 이성익 교수팀은 세계최초로 고압에서 단결정을 성장시켰으며, 2단계 공정으로 최초로 박막제조에도 성공하였다. 초전도 분야에서 국내 연구팀이 이룬 최고의 성과로 평가된다.

저자

X X Xi

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

22(4)

잡지명

Superconductor Science and Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

1~15

분석자

박*철

분석물

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