Float Zone Growth of Superconduction $Bi_2Sr_2CaCu_2O_8$ Fiber with Halogen Lamp

할로겐 램프 열원을 이용한 초전도성 $Bi_2Sr_2CaCu_2O_8$ Fiber의 Float Zone 성장

Floating Zone Image furnace with halogen lamps as heat source has been made and applied to the growth of high-Tc superconductor Bi2Sr2CaCu2O8. The manufactured crystal growth equipment is composed of holder unit for setting the halogen lamps at the focal point of the elliptical mirror, image furnace with maximum temperature of 1800℃ with 1kW halogen lamps, cooling unit, feeding unit for supplying source material to the molten zone, pulling unit for crystal growth, and the control unit in the range of 2mm/hr -40 mm/hr vertical movement and 15rpm - 12rpm rotation. Bi2Sr2CaCu2O8 fibers have been grown with 300W halogen lamps and characterized with XRD, SEM and EDS. The growth condition was air atmosphere, growth speed 3∼4mm/hr, rotation speed of upper and lower part 20∼25 rpm. The fiber was composed of 20∼25 rpm matrix phase and secondary phases such as (Sr,Ca)CuO2 and (Sr,Ca)2CuO3.

할로겐 램프를 열원으로 이용하는 결정성장장치인 부유대역융로를 제작하여 고온초전도체 Bi2Sr2CaCu2O8의 성장에 이용하였다. 제작된 결정성장장치는 할로겐 램프를 초점에 위치시키기 위한 holder unit, 1kW의 할로겐 램프로서 최대 1800℃까지 사용이 가능한 image furnace, 냉각장치, 원료 물질을 공급하는 feeding unit, 성장된 단결정을 인상하는 pulling unit, 그리고 2mm/hr - 40mm/hr의 속도로 상하 이동 및 15rpm -120rpm의 회전이 가능한 제어부 등으로 구성되었다. 300W의 할로겐 램프를 이용하여 Bi2Sr2CaCu2O8 fiber를 성장시켰으며 성장된 fiber는 XRD, SEM, EDS 등으로 분석하였다. 성장조건은 공기분위기에서 성장속도 3∼4mm/hr, 상·하부축 회전속도 20∼25 rpm이었으며 성장된 fiber는 Bi2Sr2CaCu2O8 기지 내에 (Sr,Ca)CuO2 및 (Sr,Ca)2CuO3의 2차상을 포함하고 있었다.