• 제목/요약/키워드: 초전도 박막

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마이크로파 응용을 위한 고온초전도 필터 서브-시스템

  • 강광용;김현탁;곽민환
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제14권3호
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    • pp.20-40
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    • 2003
  • 고온초전도 필터의 무부하 양호도 값(unloaded Q-value)이 매우 높기 때문에, 삽입손실의 증가없이 극수(pole number)를 크게 증가시킨 대역통과 및 저역통과 필터를 제작할 수 있다(현재, 70-pole 대역통과 필터가 개발). 초전도 필터는 급준한 스컷 특성과 차단대역에 대한 양호한 감쇠수준을 얻을 수 있고, 집중상수형 공진기(lumped element resonators)를 사용하거나 지연파(slow wave) 특성을 활용하면 소형화가 가능하다. 다성분계인 산화물(oxide) 고온초전체를 에피택셜 박막 및 대면적(4-인치급) 박막으로 제조함으로서 다양한 구조의 평면형(planar type) 필터 개발뿐만 아니라, 전력처리력(power handling capability)도 향상시킬 수 있게 되었다. 최근에 고온초전도 평면형 필터는 반도체 저잡음 증폭기(GaAs-based LNA), 초소형 냉각기(mini-cooler)와 집적되어 서브-시스템화되었다. 그리고 이동통신 기지국용 수신전치부(receiver front-end) 서브-시스템으로 발전하여 통신시스템의 잡음수준과 인접한 주파수 대역에 의한 전파간섭을 현저히 줄일 수 있고, 동시에 주파수 이용효율의 향상과 통신시스템의 용량증대도 가능케 하고 있다. 본고에서는 고온초전도체 필터의 원리, 종류 및 설계법, 그리고 초전도 필터의 특징과 상품화의 요구사항에 대해 알아보고, 이동통신 기지국 수신 전치부용으로 사용되고 있는 고온초전도 필터 시스템개발과 관련된 연구 및 시장 동향의 특징들을 살펴보고자 한다.

IBS 법으로 제작한 Bi 계 초전도 박막의 동시 증착 특성 (Characteristics of Co-deposition for Bi-superconductor Thin Film Using Ion Beam Sputtering Method)

  • 박용필;이준웅
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제10권5호
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    • pp.425-433
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    • 1997
  • BSCCO thin films have been fabricated by co-deposition at an ultralow growth rate using ion beam sputtering(IBS) method. The growth rates of the films was set in the region from 0.17 to 0.27 nm/min. MgO(100) was used as a substrate. In order to appreciate stable existing region of Bi 2212 phase with temperature and ozone pressure, the substrate temperature was varied between 655 and 82$0^{\circ}C$ and the highly condensed ozone gas pressure(PO$_3$) in vacuum chamber was varied between 2.0$\times$10$^{-6}$ and 2.3$\times$10$^{-5}$ Torr. Bi 2212 phase appeared in the temperature range of 750 and 795$^{\circ}C$ and single phase of Bi 2201 existed in the lower region than 785$^{\circ}C$. Whereas, PO$_3$dependance on structural formation was scarcely observed regardless of the pressure variation. And high quality of c-axis oriented Bi 2212 thin film with T$_{c}$(onset) of about 90 K and T$_{c}$(zero) of about 45 K is obtained. Only a small amount of CuO in some films was observed as impurity, and no impurity phase such as CaCuO$_2$was observed in all of the obtained films.lms.

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Au 나노입자가 YBCO 전류밀도에 미치는 영향 (The Effect of Au nanoparticles on Critical current density of YBCO)

  • 오세권;장건익;강병원;이초연;현옥배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.191-191
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    • 2010
  • 초전도 전력 기기를 안정적으로 운용하기 위해서는 고자장하에서 높은 임계 전류 밀도($J_c$)를 지닌 초전도체 개발이 필수적이다. 최근 고자기장에서 전기적 특성을 향상시키는 방법으로는 YBCO 박막선재에 인위적 피닝센터로 고자장하에서도 $J_c$가 크게 증가 되었다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 STO(100) 기판 위에 SAM 방법을 이용하여 금 나노분말을 분산시킨 후 PLD로 YBCO 박막을 증착하여 미세구조와 전기적인 특성을 분석하였다. 분산된 금 나노분말은 열처리전 나노입자의 높이는 29~32 nm, 지름은 41~49 nm툴 나타내었고 $800^{\circ}C$에서 진공 열처리 후에는 높이는 25~30 nm, 지름은 52~60 nm로 변형되었다. 임계온도는 순수 YBCO에서 85 K을 나타냈지만 금 나노입자를 적용한 YBCO의 경우는 80K으로 낮아진 것을 확인하였다. 임계전류밀도는 4T에서 측정된 경우 65 K에서는 순수한 YBCO는 141 KA/$cm^2$에서 금 나노입자가 형성된 기판에 증착한 YBCO는 42 KA/$cm^2$로 낮아졌다.

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직접삽입 급전 방식을 이용한 고온초전도 마이크로스트립 안테나의 제작 및 특성 해석 (Fabrication and characteristic analysis of High-Tc superconducting microstrip antennas using direct inset feeding technique)

  • 정동철;한병성;김진;유기수;홍석용;이종하
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제37권1호
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    • pp.70-78
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    • 2000
  • 초전도체를 초고주파 소자에 응용하려고 할 경우, 초전도 전자기학의 불확실함이나 초전도 기판의 돈도 의존성은 산업 응용을 위한 안테나를 제작하는데 있어 어려움을 준다. 따라서 실제 응용을 위해서는 일반 안테나와 비교하여 정확하고 자세한 특성이 알려져야만 한다. 본 논문에서는 금 안테나와 초전도 안테나의 비교 연구를 수행하였으며 반사 손실, 특성임피던스, 효율 및 다른 다양한 특성들을 보고하였다. 본 연구에 사용된 고온초전도 박막은 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ (YBCO)/MgO 이며 초전도 안테나는 마이크로스트립 급전선을 방사 패치의 50 ${\Omega}$ 영역에 결합시키는 형태로 만들어졌다. 금 안테나와 초전도 안테나의 측정 결과는 이러한 구조를 이용하여 유용한 안테나가 제작될 수 있음을 보여주었다.

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마이크로파 공진기를 이용한 YBCO 박막 두께의 비파괴적 측정: 캘리브레이션 박막 두께의 불확도의 역할 (Non-invasive Measurements of the Thickness of YBCO Thin Films by Using Microwave Resonators: Roles of the Uncertainty in the Calibration Film Thickness)

  • 김명수;정호상;양우일;이상영
    • Progress in Superconductivity
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    • 제14권1호
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    • pp.45-51
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    • 2012
  • 마이크로파 측정법으로 ~40 GHz의 공진주파수를 지닌 공진기를 이용하여 비파괴적으로 YBCO 초전도체 박막의 두께를 측정할 경우 calibration용 YBCO 박막의 두께의 불확도가 마이크로파로 측정된 두께의 불확도에 미치는 영향을 70 - 360 nm 두께를 지닌 5 개의 YBCO 박막에 대해 연구하였다. Calibration용 박막으로는 약 150 nm의 두께를 지닌 박막이 사용되었는데, 이 박막의 두께의 불확도는 박막 표면의 거칠기를 고려하여 결정하였다. 본 연구 결과, calibration용 박막의 불확도가 마이크로파로 측정된 박막의 두께에 상당한 영향을 준다는 것을 확인하였으며, ~ 40 GHz에서 연구에 사용된 모든 박막에 대해 측정 두께가 5% 이내의 상대 불확도를 지니기 위해서는 calibration용 박막의 두께의 상대 표준불확도가 2.7% 이내의 값을 가져야 함을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 마이크로파를 이용하여 박막의 두께를 측정할 경우 측정 두께의 상대 불확도의 목표치를 구현하기 위해서는 표면 거칠기로 인한 두께의 불확도가 일정 값 이하인 박막 만이 calibration용 박막으로 사용될 수 있음을 보여준다.

전계인가 진공 증착법으로 제작된$\beta$ -PVDF (Poly(vinylidene fluoride)) 박막의 초전 특성 (Pyroelectric Properties of the $\beta$-PVDF (Poly(vilnylidene fluoride)) Thin Film Prepared by Vacuum Deposition with Applying Electric Field)

  • 장동훈;강성준;윤영섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권5호
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    • pp.23-30
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    • 2002
  • 전계인가 진공증착법으로 β상을 가지는 PVDF (Polyvinylidene Fluoride) 박막을 제작한 후, dynamic 방법으로 초전 특성을 측정하여 초전형 적외선 센서의 응용가능성에 대하여 조사하였다. PVDF 박막의 응답특성이 저주파와 고주파 영역에 따른 변조 주파수의 주파수 분산 (dispersion)으로 고려되었고, 그에 따른 초전 특성의 주파수 의존성을 관찰하였다. 저주파 (2∼100㎐) 영역에서 분역의 재배향 (reorientation) 되는 속도는 변조주파수의 속도보다 빠르므로 분극의 변화량이 증가하여 최대 값을 나타낸다. 반면에 고주파 (100∼1000㎐) 영역에서 분역의 재배향은 주파수 증가에 따라 방해를 받아 분극의 변화량이 억제되어 초전 응답이 감소하는 것을 알 수 있다. 초전계수와 전압감도 및 비검출능을 위한 재료평가지수는 각각 3.2×10/sup -10/C/㎠·K, 2.34×10/sup -10/C·cm/J 1.32×10/sup -9/C·cm/J이었고, 잡음등가전력과 비검출능은 각각 1.66×10/sup -7/W/㎐/sup ½/, 6.03×10/sup 5/cm·㎐/sup ½/W로 나타났다.

YBCO Coated Conductor를 위한 texture된 금속 기판위의 epitaxial $Y_2O_3$ 완충층 증착 조건에 관한 연구 (Study on deposition condition of epitaxial $Y_2O_3$ buffer layer deposited on textured metal substrates for $YBa_2Cu_3O_7$ coated conductors)

  • 신기철;고락길;박유미;정준기;;최수정;송규정;박찬;손영국
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.565-568
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    • 2003
  • 2세대 초전도 선재로 알려져 있는 $YBa_2Cu_3O_{7-\delta}$ coated conductor는 금속모재/완충층/초전도층/보호층의 구조를 가진다. 2개 이상의 산화물 다층 박막으로 이루어진 완충층은 금속기판의 집합조직을 초전도층까지 전달하는 역할, 금속기판의 금속이 초전도층으로 확산되어 초전도층의 전기적 특성을 열화시키는 것을 막아주는 확산장벽으로의 역할 등을 수행한다. 1차 완충층은 금속기판의 집합조직을 유지하여야하며, 금속기판의 산화를 방지하면서 증착 되어야 한다. coated conductor 제조를 위한 첫 단계로 Pulsed Laser Deposition법을 이용하여 cube texture된 Ni 기판 위에 $Y_2O_3$ 박막을 증착 하였다. 최적의 증착 조건을 찾기 위해 증착 챔버의 산소 및 $H_2/Ar$ 혼합가스 분압과 기판온도를 변화시키면서 증착 하였다. $Y_2O_3$층의 (100) 집합조직은 기판온도 $600{\sim}700^{\circ}C$와 산소 분압 $0.01{\sim}0.1mTorr$에서 증착된 Y2O3 박막에서 금속기판과 유사한 집합조직을 얻을 수 있었다. 최적의 증착 조건에서 $Y_2O_3$ (222) ${\Phi}-scan$의 full width at half maximum (fwhm)이 $11^{\circ}$이고 (400) ${\omega}-scan$ fwhm은 $6^{\circ}$이었다.

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PLD로 증착된 YBCO 박막의 두께에 따른 배향성과 전기적 특성 변화 (Thickness Effect on the Structural and Electrical Properties of YBCO Thin Films Grown by Pulsed Laser Deposition)

  • 허창회;한경보;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.617-619
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    • 2001
  • The effect of the superconducting film thickness on the substrate temperature has been investigated. Superconducting YBCO thin films have been grown on MgO substrates by pulsed laser deposition. The dependence of the orientation of YBCO film on thickness has been investigated by X-ray diffraction technique. X-ray diffraction indicated that the film orientation was changed by increasing the film thickness and by changing the substrate temperature.

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ArF PLD System을 사용한 YBCO 박막과 STO/YBCO 박막의 제작 (Deposition of YBCO and STO/YBCO thin films using ArF PLD system)

  • 정태봉;장주억;강준희
    • 한국초전도학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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    • pp.43-47
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    • 1999
  • Instead of using KrF excimer lasers( ${\lambda}$ = 248 nm) in depositing oxide thin films, as in the most of the laboratories in Korea, we have used an ArF excimer laser( ${\lambda}$ = 197 nm) which has a shorter wavelength. By using a beam which has a shorter wavelength, we could obtain higher quality and smoother surface YBCO thin films. We fabricated YBCO thin films with the various substrate temperature conditions and analyzed the characteristics of these films. We also studied the charateristics of the films fabricated under the various conditions of the power of laser and the oxygen pressure. The characterization tools used in this work were a transport measurement setup, an XRD , and a SEM. We also fabricated STO/YBCO multilayers to use in SFQ devices fabrication. XRD patterns of the multilayers showed that the multilayer films were grown epitaxially.

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유전체 멤브레인에 의해 열 차단된 비냉각 초전형 박막 (Ba,Sr)TiO3 적외선 검지기 (Uncooled pyroelectric thin-film (Ba,Sr)$TiO_3$ infrared detector thermally isolated by dielectric membrane)

  • 김진섭;이재신;이정희;이용현
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권3호
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    • pp.75-75
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    • 2001
  • Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ 멤브레인에 의해 실리콘 기판으로부터 열차단된 비냉각 초전형 박막 (Ba,Sr)TiO₃ 적외선 검지기를 제작하고, 적외선 검지기의 특성을 논의하였다. 25℃의 공기중에서 쵸핑주파수가 1 ㎐일 때 적외선 검지기는 약 168.8 V/W의 비교적 높은 전압 감응도를 나타내었으나, 매우 작은 신호대잡음비 때문에 약 2.6×10⁴㎝·㎐/sup 1/2//W의 낮은 비검지도를 나타내었다. 또한 출력파형의 쵸핑주파수 및 온도 의존성에 대한 정성적인 해석으로부터 적외선 검지기의 열잡음전압 및 열시정수가 모두 상당히 크다는 것을 알 수 있었다.