철계 초전도체의 응용 전망

전문가 제언

○ 철을 기반으로 하는 초전도체(FeSC)의 발견은 초전도 분야 연구자들을 깜짝 놀라게 하였다. 전통적으로 소량의 강자성 물질이 첨가되어도 초전도성이 나빠지거나 아예 사라지는 것이 일반적인 현상이었다. 게다가 FeSC의 다양성은 더욱 놀랍다. 처음 발견된 LaFeAsO(1111족) 이래로 AFe2As2(A; 알칼리 토금속)의 122족, Fe(Se, Te)의 11족 등 수없이 많은 FeSC가 발견되었고 계속하여 새로운 초전도체가 발견되고 있다.

 

○ FeSC의 최고 임계온도(Tc)는 58K로 구리산화물 고온 초전도체(HTS～110K)와 재래식 초전도체 가운데 Tc가 가장 높은 MgB2의 중간에 해당한다. 자석 응용과 관련되는 상임계장(Bc2)은 100T에 육박하여 HTS와 대등하다. 물질 고유의 쌍 분리 전류밀도(Jd)는 HTS 또는 저온 초전도체와 비슷하지만 외부적 성질에 따라 달라지는 임계전류 밀도(Jc)는 아직 향상의 여지가 많다.

 

○ 이 논문에서는 FeSC를 초전도자석에 응용하기 위한 선재개발을 중심으로 현황을 소개하였다. FeSC는 후발 주자로 기존의 기술과 HTS를 위해 개발된 기술을 그대로 적용할 수 있는 점이 유리하다. Bi계 HTS에 이용된 튜브 내 분말(PIT)법을 이용하여 수송 임계전류밀도가 105A/㎠인 수 ㎝의 테이프를 제조하였으며 IBAD을 이용한 코팅도체도 얻었다. FeSC는 HTS보다 비등방성이 작고 구성 성분이 단순하다는 것이 장점이다. 액체 헬륨을 사용하지 않는 20～30K 범위에서 수 T, 또는 4.2K에서 25T 이상의 초고자기장 자석제작에 유망하다.

 

○ FeSC는 일본에서 최초로 발견되었으므로 일본이 가장 앞서 있고 연구도 가장 활발하다. 중국에서의 연구도 꾸준하다는 것이 특기할 만하다. 대다수의 FeSC가 독성이 있는 As를 포함하므로 다루기에 어려움이 있고 연구자들이 기피하는 경향이 있다. 국내 연구도 이런 영향을 받아서 매우 제한적이다. 성균관대와 포항공대에서 재료합성과 기초물성을 연구하는 정도이다. 초전도연구는 ‘예상치 못한 사건(serendipity)'이 많이 일어나는 분야임을 고려하면 우리도 장기적인 관점에서 연구를 수행하는 것이 바람직하다.

 

저자

Ilaria Pallecchi, et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

28()

잡지명

Superconductor Science and Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

11400501~11400512

분석자

박*철

분석물

• 철계 초전도체의 응용 전망.pdf [343,483 byte]

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