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초전도 테이프 제작을 위한 니켈기판상의 산화물 박막증착에 대한 연구
Study on depositing oxide films on Ni substrate for superconducting tape 원문보기

한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1, 2004 July 05, 2004년, pp.531 - 534  

김호섭 (한국전기연구원) ,  정준기 (한국전기연구원) ,  하홍수 (한국전기연구원) ,  고락길 (한국전기연구원) ,  최수정 (한국전기연구원) ,  박유미 (한국전기연구원) ,  송규정 (한국전기연구원) ,  염도준 (한국과학기술원) ,  박찬 (한국전기연구원)

초록
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초전도 coated conductor는 보호층/초전도층/완충층/금속기판의 구조를 가지며 완충층은 다층산화물 박막으로 이루어져 있다. 본 연구에서는 니켈 기판의 원자가 초전도층으로 확산 침투하는 것을 방지하는 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia) 박막의 증착방법 및 최적조건에 대하여 소개하고자 한다. 금속타겟을 사용하며 산화반응가스로서 수증기를 사용하는 것을 특징으로 하는 DC reactive sputtering을 이용하여 YSZ를 증착하였으며 기판 온도는 $850^{\circ}C$ 이며 증착시 수증기 분압은 1mTorr이었다. YSZ의 최적두께를 알아보기 위하여 $CeO_2(12.2nm)/Ni$ 상부에 130nm, 260nm, 390nm, 650nm로 두께를 달리하여 YSZ층을 증착하고 SEM으로 박막 표면상태를 관찰한 결과 columnar grain growth를 하며 두께가 두꺼워 질수록 표면조도가 증가함을 알 수 있었다. 4개의 각 시료위에 thermal evaporation 증착법을 이용하여 $CeO_2$를 18.3nm의 두께로 증착한 후 PLD를 이용하여 YBCO 초전도 박막을 300nm 두께로 증착하였고 77K, 0T에서 임계전류가 각각 0, 6A, 7.5A, 5A로 측정되었다. 이는 YSZ층의 두께가 두꺼워질수록 기판 구성원자의 확산방지역할을 충실히 하는 반면에 표면조도는 증가함을 알 수 있었다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 기판의 구성원자가 초전도층으로 확산 침투하는 것을 방지하며 기판의 결정정렬도를윗층까지 전달하는 역할을 하는 YSZ층의 증착 방법 및 최적조건 등을 중심으로 소개하고자 한다.
  • 초전도 테이프의 구성요소 중 완충층에 대하여 연구하였다. Ni 기판상에 CeO2 증착시 상당히 넓은 온도와 수증기 분압에서 원하는 결정방향으로 성장한 박막을 얻을 수 있었다.
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