Development and Characterization of High Temperature Superconducting Wire for Superconducting Cable System

ISSN 2465-8111 DOI http://dx.doi.org/10.18770/KEPCO.2015.01.01.151

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Development and Characterization of High Temperature Superconducting Wire for Superconducting Cable System

초전도 케이블용 고온초전도 선재의 개발 및 특성평가

Byoungjean Mean, Jae-Hun Lee, Young-Soon Kim, Hunju Lee and Seung-Hyun Moon 민병진†, 이재훈, 김영순, 이헌주, 문승현

SuNAM Co., Ltd, Anseong, Gyunggi-do 456-812, Korea

† E-mail: [email protected]

Abstract

In order to improve the properties of high-temperature superconducting wire for superconducting cable system, we optimized the electro-polishing (EP), ion-beam assisted deposition (IBAD), superconducting (SC) layer, and baking (heat) treatment. The buffer layer was deposited on electro-polished substrate with RMS roughness (R

) less than 5 nm. The IBAD process was carried out at V

: 1100 V and V

: 850 V that resulted in highly crystalline film of LaMnO

. Chemical composition of SC layer is key to higher critical current, and we found that composition can be determined by surface color of SC layer. We adopt a proprietary contorl system based on RGB analysis of the surface and achieved critical current of 150 A/4 mm-width. The proposed baking treatment resulted in decreasing of about 10% of fraction defects.

Keywords: Superconducting wire, reactive co-evaporation, cable, critical current

I. 서론

지속적으로 증가하고 있는 전력 소비와 이에 따른 전기 에너지 부족 문제를 해결하기 위해서는 냉난방이 나 조명 규제, 대기전력 기준 강화 등 수요자의 전기절 약을 강제하기 위한 정책과 요금인상을 통한 에너지 가 격구조의 합리화 등의 방법 외에도 발전, 변전, 송배전 계통에서 손실되는 전력을 감소시키기 위한 적극적인 노력이 필요하다. 이러한 노력의 일환으로 전 세계적으 로 초전도 전력기기에 대한 연구개발이 진행되고 있으 며, 기존의 전력기기와는 비교되지 않는 우수한 통전 손 실 저감특성으로 인해 송전손실을 30% 이상 줄일 수 있 어 미래의 친환경/고효율 기기로 주목을 받고 있다. 초 전도 선재는 초전도 전력기기의 핵심소재로서 세계 초 전도 시장 선점과 기술경쟁력을 갖추기 위해선 초전도 선재의 대용량화 및 국산화는 최우선으로 해결해야 할 과제이다.

한국전기연구원(KERI), 한국재료연구소(KIMS), 한국 원자력연구원(KAERI) 및 한국표준과학 연구원(KRISS)을 중심으로 1990년대 초반부터 고온초전도체 물질연구, 재 료 및 공정개발, 초전도 기기 및 소자 응용연구가 꾸준 히 진행됐으며, 현재는 여러 기업과 학교에서 초전도 관 련 기술개발을 진행하고 있다. 서울대학교에서는 고온초 전도 박막 선재 제조를 위한 핵심 원천기술인 Reactive Co- Evaporation Deposition & Reaction (RCE-DR) 공정 [1]- [3] 원천기술을 (주)서남과 공동으로 개발하여 세계적으 로 주목을 받고 있으며, 또한 고온초전도 선재 제조에 필수적인 금속기판 기반의 이축 배향된 막을 얻기 위하 여 Ion-Beam Assisted Deposition (IBAD) 공정을 국내 최초

로 성공하였다. KAIST에서는 차별화된 동시증발법으로 초전도층을 증착할 수 있는 공정 기술을 개발하였으며 이축 배향 금속기판 위에 Sm

Ba

Cu

O

초전도층을 입 힌 고온초전도 선재를 세계 최초로 제조하였다. 한국산 업기술대학교에서는 MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)법으로 Y

Ba

Cu

O

초전도층을 증착할 수 있는 제조 방법을 연구하였고, 주로 용액법으로 고온 초전도 선재를 제조하는 공정 기술 연구를 수행하면서 금속기판 표면을 평탄화하는 용액공정과 스퍼터링 silver 코팅공정을 대체할 수 있는 용액코팅공정을 개발한 바 있다. 이화여자대학교에서는 고온초전도 선재의 초전도 물성을 심층적으로 평가하기 위하여 레이저나 Raman 분 광법을 이용하여 RE

Ba

Cu

O

(RE: rare earth) 초전도체 의 미세구조와 임계전류와의 상관관계를 밝혀내는 기초 연구를 수행하고 있다. 안동대학교에서는 고온초전도 선 재의 전기-기계적 특성을 평가하는 연구를 수행하여 초 전도 선재 특성 평가기술을 개발하였다.

㈜서남의 초전도 선재는 (1) 전해연마(electro- polishing; EP), (2) 확산방지층 및 종자층 성막(multi- reactive deposition system; MRDS), (3) 버퍼층 성막(ion beam assisted deposition; IBAD), (4) 버퍼층 열처리(buffer layer heat treatment; BLHT), (5) 초전도층 성막(reactive co- evaporation by deposition and reaction, RCE-DR), (6) 안정화 층 증착(silver sputtering, Ag-sputte), (7) 산소 열처리(O

annealing; BOX), (8) 보호층 1차 증착(copper sputtering; 12

mm Cu-sputte), (9) 슬리팅(slitting), (10) 보호층 2차 증착

(copper sputtering; 4 mm Cu-sputter), (11) 전해동도금(copper

electro-plating, EPL), (12) 베이킹 열처리(baking heat

treatment), (13) 표면 전처리(sanding), (14) 라미네이션

(lamination)㦮 ⽋㧷䞲 ὒ㩫㦚 䐋䟊 㩲㫆♲┺. Ṗ㧻 㭧㣪 䞲 㽞㩚☚䂋 ㎇Ⱏ Ὃ㩫㦚 ₆㭖㦒⪲ 㩚(衔)Ὃ㩫ὒ 䤚(趒) Ὃ㩫㦒⪲ ⋮⒮Ⳇ, 㡆ῂṲ⹲㦖 㩚(衔)Ὃ㩫㦮 㽞㩚☚䂋㦚 㩲㣎䞲 ⋮Ⲏ㰖 Ὃ㩫㦖 ૸ ⻚䗒䂋 㞞㩫䢪 ૹ ⯒ ⳿㩗㦒⪲, 㽞㩚☚䂋 ㎇Ⱏ Ὃ㩫㦖 ૸㽞㩚☚䂋 ㎇⓻䟻㌗ૹ㦚 ⳿㩗㦒

⪲, 䤚(趒)Ὃ㩫㦖 ૸䕾䋺㰫 ₆㑶䟻㌗ૹ㦚 ⳿㩗㦒⪲ 㰚䟟 䞮㡖┺. (Table 1, Fig. 1 㺎㫆) G

Fig. 2⓪ 㞴㍲ ㍺ⳛ䞲 Ὃ㩫㦚 䐋䟊 㩲㫆♲ 㽞㩚☚ ㍶ 㨂㦮 ┾Ⳋ ῂ㫆㧊┺. 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 㧚Ἒ㩚⮮ 䔏㎇㦚 䟻

㌗㔲䋺₆ 㥚䟊㍶ 㽞㩚☚䂋 ㎇Ⱏ㧊 Ṗ㧻 㭧㣪䞮Ⳇ ⻚䗒 䂋㦮 ㎇Ⱏ ㌗䌲 ⡦䞲 㡗䟻㦚 ⹎䂲┺. ⽎ ⏒ⶎ㦖 㽞㩚☚

㍶㨂⯒ ῂ㎇䞮ἶ 㧞⓪ ṗ 䂋 Ṛ ㌗ὖὖἚ⯒ ⳛ䢫䧞 䞮 ἶ, ṗṗ㦮 㩲㫆 Ὃ㩫㦚 Ṳ㍶䞮㡂 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 ㎇⓻㦚 䟻㌗㔲䋾 ⌊㣿㦚 ₆㑶䞮ἶ㧦 䞲┺. ⡦䞲 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 䛞㰞㦚 㧒㩫䞮Ợ 㥶㰖䞮₆ 㥚䟊 Ṳ⹲䞮㡂 㩗㣿䞮ἶ 㧞

⓪ 䛞㰞ὖⰂ⻫ὒ 䤚(趒)Ὃ㩫㦮 ⿞⨟ 㤦㧎 ⹥ Ṳ㍶ ⌊㣿 㦒⪲ ⰞⶊⰂ䞮ἶ㧦 䞲┺.

II.

㡆 㡆ῂ⺆ἓ ⹥ 㔺䠮

A. ⻚䗒䂋 㞞㩫䢪⯒ 㥚䞲 EP Ὃ㩫 Ṳ㍶

Fig. 3㦖 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 Ṗ㧻 㭧㣪䞲 ㎇⓻㧎 㧚Ἒ㩚

⮮㢖 㩚(衔)Ὃ㩫㦮 ㌗ὖὖἚ⯒ ⋮䌖⌎ ộ㧊┺. 㧚Ἒ㩚⮮

⯒ 䁷㩫䞲 㽞㩚☚ ㍶㨂⓪ 䚲 1㦮 㧒὇ ⻞㱎 Ὃ㩫㧎 BOX 㡊㻮Ⰲ⯒ Ệ䂲 12 mm 䙃㦮 ㍶㨂㧊┺. Fig. 3(a)⓪ 㩚 䟊㡆Ⱎ(1) Ὃ㩫 ⁞㏣₆䕦㦮 䚲Ⳋ, MRDS(2) Ὃ㩫 㧊䤚 Y

O

䂋㦮 䚲Ⳋ ⹥ IBAD(3) Ὃ㩫 㧊䤚 LaMnO

(㧊䤚

LMO) 䂋㦮 䚲Ⳋ 䘟‶Ệ䂶₆(R

)㢖 㧚Ἒ㩚⮮ Ṛ㦮 ㌗ ὖὖἚ⯒ ⋮䌖⌎ ⁎Ⱂ㦒⪲ 䚲Ⳋ㧊 ⰺ⊚⩂㤎㑮⪳ 㧚Ἒ㩚

⮮Ṗ 㯳Ṗ䞮⓪ ἓ䟻㦚 ⽊㧎┺. Fig. 3(b)⓪ ⻚䗒䂋㦮 ἆ㩫

㎇ὒ 㧚Ἒ㩚⮮ Ṛ㦮 ㌗ὖὖἚ⯒ ⋮䌖⌎ ⁎Ⱂ㦒⪲ ⻚䗒 䂋㦮 ἆ㩫㎇㧊 㤆㑮䞶㑮⪳ 㧚Ἒ㩚⮮Ṗ 㯳Ṗ䞮⓪ ἓ䟻㦚

⽊㧎┺. Fig. 3(c)⓪ ṗ 䂋 Ṛ 䚲Ⳋ 䘟‶Ệ䂶₆㢖 ⻚䗒䂋㦮 ἆ㩫㎇ Ṛ㦮 ㌗ὖὖἚ⯒ ⋮䌖⌎ ⁎Ⱂ㦒⪲ 䚲Ⳋ㧊 ⰺ⊚

⩂㤎㑮⪳ ⻚䗒䂋㦮 ἆ㩫㎇㧊 㤆㑮䞾㦚 㞢 㑮 㧞┺. Ⱎ㰖 Ⱏ㦒⪲ (a), (b), (c)㦮 ⁎⧮䝚⯒ 㰧㟓䞮㡂 Fig. 3(d)⪲ ⋮䌖

⌊㠞┺.

Fig. 3㦒⪲⿖䎆 EP Ὃ㩫(1)㦚 Ⱎ䂲 ⁞㏣₆䕦㦮 䚲Ⳋ 㧊 Ệ䂶㑮⪳ 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 㧚Ἒ㩚⮮⓪ Ṧ㏢䞮⓪ ἓ䟻 㦚 ⋮䌖⌊Ⳇ, 㧊䤚 㰚䟟♮⓪ Ὃ㩫✺⽊┺ 㧚Ἒ㩚⮮㠦 ⹎ 䂮⓪ 㡗䟻㧊 ▪ 䋆 ộ㦚 㞢 㑮 㧞┺. ⁎⩂⋮ 㾲㩗㦮 㩚 䟊㡆Ⱎ 㫆Ị㦚 㩗㣿䞮▪⧒☚ Ὃ㩫 Ⱎ┺ ┺㟧䞲 Ệ䂶₆ (R

= 1~20 nm)㦮 ₆䕦 ㌗䌲⯒ ⋮䌖⌊⓪ ⶎ㩲㩦㧊 㧞㠞

┺. 㧊㠦 ╖䟊 㞫㡆㦒⪲ 㧎䞲 㡺㡒ⶒ㰞㧊 㡆Ⱎ⯒ ⹿䟊䞮

₆ ➢ⶎ㧎 ộ㦒⪲ 䕢㞛䞮ἶ ┺㟧䞲 㧊ⶒ㰞 㩲Ệ ⹿⻫㦚 㔲☚䞮㡖┺. R

ὒR

(Ṗ㧻 Ṗ₢㤊 䁷㩫 㥚䂮⋒Ⰲ㦮 ⏨ 㧊 㹾㧊㦮 䘟‶Ṩ)⓪ 㤦㧦䡚⹎ἓ(atomic force microscope AFM)㦚 㧊㣿䞮㡂 10 × 10 μm

⍩㧊㠦㍲ 䁷㩫䞮㡖㦒Ⳇ,

₆䕦㦮 㧒⿖⯒ 㿪㿲䞮㡂 䁷㩫䞲 㧚㦮㦮 ┾Ⳋ㠦 ╖䞲 Ṩ 㧊┺.

B. ⻚䗒䂋 㞞㩫䢪⯒ 㥚䞲 IBAD Ὃ㩫 Ṳ㍶

Y

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㦮R

㢖 R

㦖 MRDS Ὃ㩫(2)㦚 䐋䟊 㯳㹿♲

Y

O

㦮 䚲ⳊỆ䂶₆㧊Ⳇ, LMO㦮 R

⓪ IBAD Ὃ㩫(3)㦚 Ⱎ䂲 ㍶㨂㦮 䚲ⳊỆ䂶₆㧊┺. LMO㦮 Δϕ㢖 Δω⓪ IBAD Ὃ㩫㦚 䐋䟊 㯳㹿♲ LMO㦮 ἆ㩫㎇㦚 ⋮䌖⌊⓪ ⼖㑮⪲

㍲ XRD (X-ray diffraction spectroscopy) 㧻゚⯒ 㧊㣿䞮㡂 䁷㩫䞮Ⳇ, ṗṗ 䘟Ⳋ⹿䟻 ἆ㩫㎇㦮 ⿞‶㧒☚㢖 㿫⹿䟻 ἆ㩫㎇㦮 ⿞‶㧒☚⯒ ⋮䌖⌎┺. Fig. 4⓪ Δϕ㢖 Δω㦮 Ṳ⎦

㦚 Ṛ⨋䧞 ⋮䌖⌎ ộ㦒⪲, ⻚䗒䂋㦚 ㎇Ⱏ䞮⓪ ὒ㩫㦖 ⼓

☢㦚 㕩⓪ ὒ㩫ὒ 㥶㌂䞮㡂 ỿ㧦✺㧊 ⋮⧖䧞 㕩㧒㑮⪳

Δϕ㢖 Δω㦮 Ṩ㦖 㧧㞚㰚┺(ἆ㩫㎇㧊 㫡㞚㰚┺).

Table 1. ൽ㍲⋾㦮 㽞㩚☚ ㍶㨂 㩲㫆ὒ㩫

Ὃ㩫⿚⮮ 㩚(衔)Ὃ㩫 䤚(趒)Ὃ㩫

㡆ῂṲ⹲

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⻚䗒䂋 㞞㩫䢪

㽞㩚☚䂋

㎇⓻䟻㌗ 䕾䋺㰫 ₆㑶䟻㌗

Ὃ㩫ⳛ

(1) EP (2) MRDS (3) IBAD (4) BLHT

(5) RCE-DR (6) Ag-Sputter (7) BOX

(8) 12 mm Cu-Sputter (9) Slitting

(10) 4 mm Cu-Sputter (11) EPL

(12) Baking (13) Sanding (14) Lamination

Fig. 1. ൽ㍲⋾㦮 㽞㩚☚ ㍶㨂 㩲㫆 Ὃ㩫 㑲㍲

Fig. 2. ൽ㍲⋾㠦㍲ 㩲㫆䞲 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 ┾Ⳋ ῂ㫆



⻚䗒䂋㦚 ㎇Ⱏ䞮⓪ Ὃ㩫㧎 IBAD (ion beam assisted deposition)⓪ ㎎ Ṳ㦮 㺪⻚(chamber)⪲ ῂ㎇♮㠊 㧞㦒Ⳇ ṗṗ IBAD-MgO, epi-MgO, LMO⯒ 㯳㹿䞲┺. 㧊 㭧 㼁 ⻞ 㱎 㺪⻚㠦㍲⓪ ゚㩫㰞㌗㧎 Y

O

䂋 㥚㠦 ἆ㩫㎇㧊 㫊㨂 䞶 㑮 㧞☚⪳ MgO⯒ 㯳㹿㔲䋾┺ [4]. 㧊 ➢ 㤦䞮㰖 㞠

⓪ ⺆䟻㎇㦚 Ṗ㰖⓪ MgO 㧛㧦⯒ 㞚⯊Ἲ 㧊㡾(Ar

)オ㦚 㧊㣿䞮㡂 㠦䃃㔲䋺Ⳇ, 㧊⪲㖾 MgOỿ㧦⓪ 㯳㹿 Ⳋ㠦 㑮 㰗䞲 ⹿䟻ὒ 䘟䟟䞲 ⹿䟻㦒⪲ ⋮⧖䧞 㕩㧊Ợ ♮⓪◆ 㧊 ộ㦚 㧊㿫 ⺆䟻(bi-axial)㧊⧒ἶ 䞲┺. MgO㦮 㧊㿫⺆䟻㎇

㦖 㧊㡾オ 㩲㠊㠦 ➆⧒ ╂⧒㰖Ⳇ IBAD㦮 ἆ㩫㎇㧊 㽞 㩚☚䂋 ㎇㧻㠦 㡗䟻㦚 ⹎䂮₆ ➢ⶎ㠦 㡆ῂṖ 䞚㣪䞮┺.

㧊㡾オ 䎢㓺䔎⓪ 㓺䋂Ⰶ 㩚㞫(V

)ὒ Accelerator 㩚㞫

(V

)㦚 㫆㩞䞮㡂 䙃⹿䟻 ‶㧒☚⯒ Ṳ㍶䞮ἶ MgO ἆ㩫

㎇㦚 䟻㌗㔲䋺ἶ㧦 䞮㡖┺.

C. 㽞㩚☚ ㎇⓻䟻㌗㦚 㥚䞲 RCE-DR Ὃ㩫 Ṳ㍶

RCE-DR㦖 㯳㹿 㺪⻚㠦㍲ ☯㔲㠦 ㎎ Ṗ㰖 ⁞㏣ 㤦

⬢ⶒ㰞(Gd, Ba, Cu)㦚 㯳⹲㔲䅲 LMO ⻚䗒䂋 㥚㠦 ゚㩫㰞 䢒䞿ⶒ ㌗䌲⪲ 㯳㹿䞲 䤚, 㡊㻮Ⰲ 㩚₆⪲㠦㍲ ㌆㏢⿚㞫 ὒ 㡾☚⯒ 㫆㩞䞮㡂 㞷㌗⹮㦧㦚 䐋䟊 ┾⻞㠦 ἆ㩫㰞⪲

⼖䢮(䄾⻚㩚, conversion)㔲䋺⓪ Ὃ㩫㧊┺. 㤆㑮䞲 ㎇㰞㦮 㽞㩚☚䂋㦚 㠑₆ 㥚䟊㍲⓪ Gd : Ba : Cu㦮 㫆㎇゚Ṗ 㭧㣪

䞲 ⼖㑮㧎◆, 㤦⬢ⶒ㰞㦮 㯳⹲⮶㦚 㧒㩫䞮Ợ 㥶㰖䞮▪⧒

☚ Ὃ㩫 㭧 㽞㩚☚䂋㦮 㫆㎇゚⯒ 㥶㰖䞮⓪ ộ㦖 ⰺ㤆 㠊⩺㤊 㧒㧊┺. LMO ⻚䗒䂋 㥚㠦 㯳㹿♲ ゚㩫㰞 䢒䞿ⶒ 㦮 㫆㎇㦚 㰗㩧 䁷㩫䞮⓪ ⹿⻫㦖 㞚㰗₢㰖 Ṳ⹲♮㰖 㞠 㞮㦒Ⳇ, ⽎ 㡆ῂ㠦㍲⓪ 㾲┾ 㔲Ṛ㠦 㽞㩚☚䂋㦚 ῂ㎇䞮 ἶ 㧞⓪ 㫆㎇゚⯒ 㞢㞚⌊⓪ ⹿⻫㦒⪲ 䄾⻚㩚♲ ㍶㨂㦮 䚲Ⳋ㌟㦚 㧊㣿䞮ἶ㧦 䞮㡖┺.

D. 䕾䋺㰫 ₆㑶䟻㌗㦚 㥚䞲 ⻶㧊䌏 㡊㻮Ⰲ Ὃ㩫 㿪Ṗ 㽞㩚☚ 䅖㧊な㠦 ㌂㣿♮⓪ ㍶㨂⓪ ⿞㦮㦮 ㌂ἶ⯒

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⁞㏣㦚 ⧒⹎⍺㧊㎮䞲┺. 䡚㨂 ⧒⹎⍺㧊㎮ Ὃ㩫㠦㍲㦮 Ṗ 㧻 Ⱔ㦖 ⿞⨟㥶䡫㦖 ㍶㨂㦮 㠹㰖(edge)㠦 ⹲㌳䞮⓪ ⿖䛖 㦢㧊⋮ 㧊ⶒ㰞㧊┺. ⿖䛖㦢㦖 䡚㨂 䚲㭖㦒⪲ 㔲䟟♮ἶ 㧞⓪ ῂⰂ☚⁞Ὃ㩫 㧦㼊Ṗ Ṗ㰖ἶ 㧞⓪ ⽎㰞㩗㧎 ⶎ㩲 㩦㧊Ⳇ, 㧊ⶒ㰞㦖 ⧒⹎⍺㧊㎮ 㧻゚㦮 ㏪▪(solder)Ṗ Ὃ₆ 㭧㦮 ㌆㏢㢖 ⹮㦧䟊 ㌳㎇♲ ㌆䢪㭒㍳(SnO

)㧊┺. 䌂⪲⹎

䎆  㦮 㧻㍶ Ὃ㩫 㔲 ⹲㌳䞮⓪ ⿞⨟㦒⪲⓪ 䚲Ⳋ㠦 ㍶ 䡫㦒⪲ ₎Ợ ⹲㌳䞮⓪ 䚲Ⳋ⿞⨟㧊 㧞┺. ㍶䡫 䚲Ⳋ⿞⨟

㦖 ⧒⹎⍺㧊㎮ Ὃ㩫㠦㍲ 㽞㩚☚ ㍶㨂㢖 ⧒⹎⍺㧊䔎 ⁞

㏣㦚 㩧䞿䞮₆ 㥚䟊 㞫⩻㦚 Ṗ䟊㭒⓪ 㔺Ⰲ䆮 な⪳㦮 ㏦

㌗㦒⪲⿖䎆 ⹲㌳䞲┺. 㧊⓪ 㔺Ⰲ䆮 な⪳㠦 㧊ⶒ㰞 ⋒㧚 㦒⪲ ⹲㌳䞮⓪◆, 㧊ⶒ㰞㦖 ㌆䢪㭒㍳㦮 ἓ㤆Ṗ ╖⿖⿚

㧊⸖⪲ ㏪▪ 㧊ⶒ㰞㦮 ⹲㌳㦚 㾲㏢䢪䞮⓪ ộ㧊 ⿞⨟⹲

㌳㦚 Ṧ㏢㔲䋺⓪ ⹿⻫㧊┺.

III.

ἆ ἆὒ ⹥ ἶ㺆

A. ⻚䗒䂋㦮 ㎇⓻䟻㌗㦚 㥚䞲 EP Ὃ㩫 Ṳ㍶

㩚䟊㡆Ⱎ 㩚, ⁞㏣ ₆䕦㦮 㡺㡒ⶒ㰞㦚 㩲Ệ䞮₆ 㥚 䟊 ㌆ὒ 㞢䃒Ⰲ, flux, 㩚䟊䌞㰖 ❇㦚 㧊㣿䞮㡂 ₆䕦㦚 ㎎ 㻯(䌞㰖)䞮⓪ 㔺䠮㦚 䞮㡖┺. Fig. 5⓪ 䌞㰖 㔺䠮 㧊䤚 ₆ 䕦 䚲Ⳋ㦚 㩚㧦䡚⹎ἓ㦒⪲ ὖ㺆䞲 ộ㧊┺. ṫ㌆㦒⪲ 䌞 㰖䞲 ἓ㤆(Fig. 5(a)) 㡺⩢㰖 ℣㰞ὒ ṯ㧊 ⿖⿚㩗㦒⪲ Ệ 䂲 䚲Ⳋ㦚 ὖ㺆䞶 㑮 㧞㠞㦒Ⳇ ㎎㻯㧊 ⿖⿚㩗㦒⪲ 㰚䟟

♮㰖 㞠㞮㦢㦚 㞢 㑮 㧞┺. ṫ㞢䃒Ⰲ(Fig. 5(b)) ⹥ 㟓㞢䃒 Ⰲ(Fig. 5(c))⯒ 㧊㣿䞲 䌞㰖㠦㍲☚ ṫ㌆㦮 ἓ㤆㢖 Ệ㦮

☯㧒䞲 䚲Ⳋ㌗䌲⯒ ὖ㺆䞶 㑮 㧞㠞┺. PCB₆䕦㩲㫆㠦 ㌂ 㣿䞮⓪ flux(Fig. 5(d))⯒ 㧊㣿䞲 䌞㰖㦮 ἓ㤆, ṫ㌆䌞㰖㠦

㍲ ⽊ 㧊 ⓪ 㡺 ⩢ 㰖 ℣ 㰞 䡫 䌲 㦮 ⿖ ⿚ 㩗 㦒 ⪲ Ệ 䂲 䚲Ⳋ㦚 ὖ㺆䞶 㑮⓪ 㠜㠞㦒⋮ 㩚㼊㩗㦒⪲ Ệ䂲 䚲Ⳋ㦚 ὖ㺆䞶 㑮 㧞㠞ἶ, flux㠦 㦮䞲 ⿖㔳㧊 㕂ṗ䞮㡂 䚲Ⳋ 㫆

☚Ṗ 㕂䞮Ợ 㯳Ṗ䞲 ộ㦚 ὖ㺆䞶 㑮 㧞㠞┺. 㩚䟊㡆Ⱎ

₆䕦㦮 䚲Ⳋ㫆☚⓪ 㩚䟊㡆Ⱎ 㩚 ⁞㏣₆䕦㦮 䚲Ⳋ㫆☚㠦 Fig. 3. 㧚Ἒ㩚⮮㢖 㩚(衔)Ὃ㩫 ṗ 䂋㦮 ㌗ὖὖἚ

G

Fig. 4. ἆ㩫㎇㦚 ⋮䌖⌊⓪ ⼖㑮 Δϕ 㢖 Δω

100 200 300 400 500 600

0 5 10 15 20 25

Roughness(R_RMS, nm) Critical current(IC, A)

R_RMS(EP) R_RMS(MRDS) RRMS(IBAD)

100 200 300 400 500 600

0 5 10 15 20

epitaxy('I, 'Z, degree) Critical current(IC, A)

'I 'Z

0 4 8 12

0 5 10 15 20 25

Roughness(R_RMS, nm)

epitaxy('Z, degree)

RRMS(EP) R_RMS(MRDS) RRMS(IBAD)

G

Fig. 5. ⁞㏣₆䕦㦮 㡺㡒㩲Ệ ⹿⻫ὒ ⁎ ἆὒ (ὧ䞯䡚⹎ἓ 㧊⹎㰖)



䋂Ợ 㫢㤆♮⸖⪲ 䚲Ⳋ㦮 㧊ⶒ㰞㧊 㢚㩚䧞 㩲Ệ♲┺ 䞮

▪⧒☚ 䚲Ⳋ㦮 㫆☚Ṗ 㯳Ṗ䞮Ⳋ 㩚䟊㡆Ⱎ 䤚 Ὃ㩫㠦 ㌂ 㣿䞶 㑮 㠜Ợ ♮㠊 䌞㰖 䤚⽊㠦 㩗䞿䞮㰖 㞠┺. Ⱎ㰖Ⱏ 㦒⪲ 㔲䟟䞲 㩚䟊䌞㰖㦮 ἓ㤆(Fig. 5(e)) ゚ᾦ㩗 ‶㧒䞲 䚲Ⳋ㌗䌲⯒ ὖ㺆䞶 㑮 㧞㦒Ⳇ 䚲Ⳋ㦮 㧊ⶒ㰞㧊 㢚㩚䧞 㩲Ệ♾㦚 㞢 㑮 㧞┺. ⁞㏣₆䕦㦮 㩚䟊䌞㰖⓪ 㩚䟊㡆Ⱎ 㢖 Ⱎ㺂Ṗ㰖⪲ ⁞㏣₆䕦㦮 䚲Ⳋ㦚 㡆Ⱎ䞮⓪ ὒ㩫㧊㰖Ⱒ 䚲Ⳋ㦮 ㌗䌲⯒ 㢚⼓䞮Ợ ⰺ⊚⩓Ợ Ⱒ✺㰖 㞠ἶ 㧒㩫䞲

⚦℮ 㧊㌗Ⱒ㦚 㩲Ệ䞮⓪ ộ㧊┺. 㩚䟊䌞㰖⯒ 䐋䟊 ⁞㏣

₆䕦 䚲Ⳋ㠦 㥶㹿♮㠊 㧞▮ 㡺㡒㤦㧊 ⁞㏣₆䕦㦮 䚲Ⳋ 㦚 ῂ㎇䞮⓪ ⁞㏣㧛㧦Ṗ 㩲Ệ♮⓪ ộὒ 䞾℮ 㩲Ệ♲┺. G

Fig. 6(d)⓪ 76 μm ⚦℮㦮 ⁞㏣₆䕦㦚 75 μm㦮 ⚦℮

⪲ 㩚䟊䌞㰖 䤚(Fig. 6(a)) 㩚䟊㡆Ⱎ⯒ 㰚䟟䞮㡂 61 μm ⚦

℮㦮 ₆䕦 䚲Ⳋ㧊┺. ⁞㏣₆䕦 䚲Ⳋ㠦 ⋾㞚㧞⓪ 㥶Ⱏ 㭒

⼖㦒⪲ 㩚⮮⹖☚Ṗ 㰧㭧♮㠊 䧆 Ṗ⬾⯒ ㈢⩺ ⏩㦖 ❅䞲 ὒ☚䞲 㡆ⰞṖ 㰚䟟♲ ộ㦚 㞢 㑮 㧞┺. Fig. 6(e)⓪ 㩚䟊 䌞㰖 䤚 ⁞㏣₆䕦㦮 ⚦℮Ṗ 74 μm㧎 ₆䕦(Fig. 6(b))㦚 㩚 䟊㡆Ⱎ 䞲 ἆὒ㧊Ⳇ, Fig. 6(d)㦮 䚲Ⳋ⽊┺⓪ ₾⊭䞮⋮ 㞚 㰗☚ ₆䕦 㭒⼖⿖㠦 㩦㩦㧊 ὒ☚䞲 㡆Ⱎ㦮 䦪㩗㧊 ⽊㧎

┺. Fig. 6(f)⓪ 㩚䟊䌞㰖 䤚 70 μm ⚦℮㦮 ₆䕦㦚 㩚䟊㡆 Ⱎ 䞲 ἆὒ㧊┺. 䚲Ⳋ㦮 Ⲓ㰖㢖 ⁎Ⱂ㧦 ❇㦚 㩲㣎䞮Ⳋ ὒ☚䞲 㠦䃃 㠜㧊 ⰺ⊞䞲 䚲Ⳋ㦚 ⽒ 㑮 㧞┺. 㯟, ⁞㏣

₆䕦㦮 䞲 Ⳋ㧊 㾲㏢ 2 μm 㧊㌗ 㩲Ệ♮㠞㦚 ➢, ₾⊭䞮 ἶ 㫡㦖 䚲Ⳋ㦚 㠑㦚 㑮 㧞㠞┺. 㩚䟊䌞㰖⯒ 䐋䟊 䚲Ⳋ 㦮 ㌗䌲Ṗ 㫡㞚㰚 㧊㥶⓪ ⁞㏣₆䕦㦮 㤦⬢⯒ Ὃ 䞮⓪ 㠛㼊㠦㍲ ₆䕦㦚 㩲㫆䞶 ➢, 500~600

C㠦 㧊⯊⓪ ἶ㡾㠦

㍲ 㞫㡆㥶Ṗ ₆䕦㦮 䚲Ⳋ㠦 ṫ䞮Ợ ╂⧒⿯㠊 㧒⹮㩗㧎

㎎㻯ὒ㩫㦚 䐋䟊㍲⓪ 㢚㩚䞮Ợ 㩲Ệ䞮㰖 ⴑ䞮⓪ ộ㦚 㩚䟊䌞㰖⯒ 䐋䟊 ⁞㏣㧛㧦㢖 ⿞㑲ⶒ㦚 ☯㔲㠦 ⠒㠊⌊₆

➢ⶎ㧎 ộ㦒⪲ 㧊䟊䞶 㑮 㧞┺.

Fig. 7㦖 㩚䟊䌞㰖 㩗㣿 㩚(Fig. 7(a))ὒ 㩗㣿 䤚(Fig.

7(b))㦮 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 㩚₆㩗 ㎇⓻㦚 䁷㩫䞲 ἆὒ㧊┺.

䚲Ⳋ 㡺㡒ⶒ㰞⪲ 㧎䟊 ⿞‶㧒䞲 㩚₆㩗 ㎇⓻㦚 ⋮䌖⌊

▮ ㌗䌲㠦㍲ ‶㧒䞲 㩚₆㩗 ㎇⓻㦚 ⋮䌖⌊⓪ ㌗䌲⪲ Ṳ

㍶♲ ộ㦚 㞢 㑮 㧞┺.

B. ⻚䗒䂋 㞞㩫䢪⯒ 㥚䞲 IBAD Ὃ㩫 Ṳ㍶

Fig. 8㦖 IBAD ⹿⻫㦮 Ṳ⨋㩗㧎 ⳾㔳☚㧊┺. Crucible 㠦㍲ 㯳⹲♲ MgO⓪ ㎎ Ṗ┻ ㍶㨂㠦 ἶ⯊Ợ 䗒㪎 㯳㹿

♮ἶ, Ion gun㦒⪲⿖䎆 㧛㌂♮⓪ Ar

㧊㡾オ㦖 㯳㹿♮⓪ MgO 㭧 㧊㿫 ⺆䟻㠦 ⰴ㰖 㞠⓪ ộ✺㦚 䞚䎆Ⱇ䞲┺. 㧊

➢, 㧊㡾オ㦮 㠦⍞㰖Ṗ ⍞ⶊ 䋂Ệ⋮ 㧧㦒Ⳋ 㢂⹪⯎ 㧊㿫

⺆䟻㦚 Ⱒ✺㰖 ⴑ䞮ἶ 㧊㡾オ㦮 䙃㧊 㧧㞚㰖Ⳋ ⿞‶㧒

䞲 㧊㿫 ⺆䟻㦚 㠑Ợ ♲┺. 㧊㡾オ㦮 䙃ὒ 㠦⍞㰖⓪

V

ὒ V

㦚 ⼖䢪㔲䅲 㩲㠊䞶 㑮 㧞┺. Fig. 8㦮 (a)

V

: 1000 V, V

: 800 V㦮 ἓ㤆 ṗ turnⰞ┺ ㌟㧊 ⿞‶

䞮Ⳇ ⚦⻞㱎 turn⿖䎆 Ar

㧊㡾オ㠦 㦮䞲 MgO 䞚䎆Ⱇ㧊 䢲㎇䢪♮⓪ ộ㦚 㞢 㑮 㧞┺. ㎎ Ṳ㦮 ㍶㨂 㭧 㡺⯎㴓

㍶㨂⓪ 䞚䎆Ⱇ㧊 㟓䞮Ệ⋮ Ệ㦮 䞚䎆Ⱇ♮㰖 㞠㦖 ộ㦒

⪲ ⽊㡂㰚┺. Fig. 8㦮 (b) V

: 1100 V, V

: 850 V㦮 ἓ㤆 㩚㼊㩗㦒⪲ 㡍㦖 ⽊⧒㌟㦚 ⋮䌖⌊Ⳇ Ar

㧊㡾オ㠦 㦮䞲 MgO 䞚䎆Ⱇ㧊 䤾㞂 ▪ ‶㧒䞾㦚 㞢 㑮 㧞┺. 䚲 2㠦 ⋮ 䌖⌎ ṗṗ㦮 turn⼚ ἆ㩫㎇㦚 ⽊Ⳋ V

: 1100 V, V

: 850 V㦮 㫆䞿㦮 ἓ㤆 6.68㠦㍲ 6.93₢㰖 0.25㦮 ⼖䢪⪲

‶㧒䞲 ἆ㩫㎇㦚 ⽊㧊ἶ 㧞㦒⋮, V

: 1000 V, V

: 800 V 㦮 㫆䞿㦮 ἓ㤆 6.62㠦㍲ 7.36₢㰖 0.74㦮 ⼖䢪⪲ ⿞‶㧒 䞲 ἆ㩫㎇㦚 ⽊㧊ἶ 㧞┺. XRD ⿚㍳ ἆὒ㢖 䚲Ⳋ㌟ ἆ ὒ⯒ 䐋䟊 V

: 1100 V, V

: 850 V㦮 㫆䞿㧊 㾲㩗㦮 㫆 䞿㧚㦚 㞢 㑮 㧞┺.

C. 㽞㩚☚䂋 ㎇⓻䟻㌗㦚 㥚䞲 RCE-DR Ὃ㩫 Ṳ㍶

Fig. 9⓪ 䄾⻚㩚 䤚 㽞㩚☚䂋㦮 䚲Ⳋ㌟ὒ 㽞㩚☚ ㍶ 㨂 㧚Ἒ㩚⮮㦮 ㌗ὖὖἚ⯒ ╖⨋㩗㦒⪲ 㞢⩺㭖┺. ㍶㨂 䚲Ⳋ㠦 ゚㓺❂䞮Ợ ゚䂲 ⺇㌟ ὧ㤦㦮 ㌟㧊 ⹳㦖 㡻㌟㦒

⪲ 㥶㰖♶ ➢ 㟧䢎䞲 㧚Ἒ㩚⮮ 䔏㎇㦚 ⋮䌖⌎┺. 䚲Ⳋ㌟

㦮 㫛⮮㠦 ➆⧒ Gd, Ba, Cu㦮 Ⱔἶ 㩗㦢㦚 Ṗ⓶䞶 㑮 㧞

Fig. 6. 㩚䟊䌞㰖㦮 ⚦℮㠦 ➆⯎ 䚲Ⳋ㌗䌲㦮 ⼖䢪.

(a)

(b)

Fig 7. (a) 㩚䟊䌞㰖⯒ 䞮㰖 㞠㦖 ἓ㤆, (b) 㩚䟊䌞㰖 䞲 ἓ㤆



⓪ ◆, 㧊㠦 ➆ ⧒ ṗṗ㦮 ⁞㏣㦮 㯳⹲⮶㦚 㩲㠊䞮㡂 㧒 㩫䞲 䚲Ⳋ㌟, 㯟 㧒㩫䞲 㧚Ἒ㩚⮮⯒ 㥶㰖䞶 㑮 㧞┺.

RCE-DR Ὃ㩫㦖 ἶ㰚Ὃ 䞮㠦 㰚䟟♮⸖⪲ 䞲 ⻞ 㯳 㹿♲ 㽞㩚☚䂋㦮 㫆㎇ὒ 㧚Ἒ㩚⮮ 䔏㎇㦚 Ὃ㩫 㭧㠦 㔺 㔲Ṛ㦒⪲ 䢫㧎䞮⓪ ộ㧊 䡚㨂⪲㍲⓪ ⿞Ṗ⓻䞮┺. ⁎⩂⋮

₆㫊㠦 㩲㧧♲ 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 䔏㎇ 㧦⬢㢖 㩲㧧 ╏㔲㦮

㌟㺚 㧦⬢⯒ ⿚㍳䞮㡂 㧒╖㧒 ╖㦧㔲䅲㍲ 㧚Ἒ㩚⮮ 䔏

㎇㧊 㫡㦚 ➢㦮 ㌟㺚(RGB color; R: Red, G: Green, B: Blue) 㩫⽊ ◆㧊䎆⻶㧊㓺⯒ ῂ㿫䞲┺Ⳋ Ṛ㩧㩗㧎 㩲㠊Ṗ Ṗ⓻ 䟊㰚┺. Fig. 10㦖 MATLAB㦚 㧊㣿䟊 Ṳ⹲䞲 ㌟㺚⿚㍳

䝚⪲⁎⧾㠦 㩗㣿♲ 㞢ἶⰂ㯮㦚 ⽊㡂㭖┺. ⺇㌟ ὧ㤦㦚

゚䀆 ⹮㌂♲ ケ㦚 CCD 䃊Ⲫ⧒⯒ 䐋䟊 㑮㰧䞮㡂 Ṳ⹲♲

䝚⪲⁎⧾㠦㍲ ㌟㺚 㩫⽊⯒ ⿚㍳䞲┺. 㧊 㩫⽊Ṗ ἶ䛞㰞 㡗㡃(㧚Ἒ㩚⮮ 䔏㎇㧊 㫡㦚 ➢㦮 RGB 㡗㡃) ⌊㠦 㧞㰖 㞠┺Ⳋ feedback signal㦚 ⽊⌊ e-gun㦮 㿲⩻ ❇㦚 㫆㩞䞲

┺. Feedback control㦚 䐋䟊 㩦㹾 ἶ䛞㰞 㡗㡃㦒⪲ ㌟㧊 ⰴ䀆㰖⓪ ὒ㩫㦚 Fig. 10㦚 䐋䟊 䢫㧎䞶 㑮 㧞┺. 㻮㦢㠦

⓪ ⽊⧥ケ㦚 ⦶㠞㦒⋮ 㩲㠊Ṗ ⊳⋲ 㔲㩦㠦⓪ ⹳㦖 㡻㌟

(R: 79, G: 166, B: 189)㧊 ♲┺ [5]. G

RCE-DR Ὃ㩫 ☯㞞 Gd-Ba-Cu-O 䡫䌲㦮 ゚㩫㰞 㩚ῂ 㼊Ⱏ㧊 䂋䂋㧊 㯳㹿♲ 䤚 㫆⁞ ▪ ⏨㦖 ㌆㏢ ⿚㞫㠦㍲

Gd

O

+ Liquid(L) 䡫䌲⪲ ⼖䢪䞮Ợ ♮Ⳇ(䄾⻚㪒), ▪ ⏨㦖

㌆㏢ ⿚㞫㠦㍲ 㾲㫛㩗㦒⪲ GdBa

Cu

O

(GdBCO)㦮 㽞㩚

☚㌗㦒⪲ ⼖䢪䞮Ợ ♲┺. 㧊 ➢ ┾㔲Ṛ㠦 Ⱏ 㩚㼊㠦 Ỏ 㼦 ‶㧒䞮Ợ ㌗㩚䢮䞮⓪ ộ㧊 GdBCO㦮 䔏㎇㠦 㰗㩧㩗 㧎 㡗䟻㦚 㭒Ợ ♲┺ [6][7]. 䔏䧞 㞷㌗㦮 䡫㎇㦖 ⁞㏣

㤦㏢✺ὒ ㌆㏢㦮 ἆ䞿㌗䌲 ⹥ ㌆㏢㦮 ⿚䙂㢖 Ⱔ㦖 㡆ὖ 㦚 Ṗ㰖ἶ 㧞┺. 䡚㨂㦮 RCE-DR Ὃ㩫㦖 䂋䂋㧊 㯳㹿♲

sub-layer㦮 ⚦℮Ṗ 㯳Ṗ䞶㑮⪳ ㌆㏢⿞‶䡫 ⶎ㩲⪲ 㧎䟊 㽞㩚☚㌗㧊 㩲╖⪲ 䡫㎇䞮㰖 ⴑ䞶 㑮 㧞┺. ➆⧒㍲ 㧚Ἒ 㩚⮮ 䟻㌗㦚 㥚䟊 ⚦ℒ㤊 㽞㩚☚䂋㦚 㩲㫆䞮▪⧒☚ J

Ṗ Ṧ㏢䞮㡂 I

㯳Ṗ 䣾ὒ⯒ 㠑㰖 ⴑ䞮⓪ ⶎ㩲㩦㧊 ⹲㌳䞲

┺. ➆⧒㍲ ṗ sub-layer ✺㦮 㫆㎇㦮 ‶㧒☚, ㌆㏢㦮 䞾 㥶⨟, ㌆㏢ ⿚䙂 ‶㧒☚⓪ 3 μm ⚦℮ 㧊㌗㦮 㽞㩚☚䂋㦚 㩲㫆䞮⓪ ◆㠦 㧞㠊 ⰺ㤆 㭧㣪䞮┺. 㧊⩂䞲 㧊㥶⪲ ゚㩫 㰞 㩚ῂ㼊Ⱏ 㯳㹿 㔲 ṗ sub-layer Ⱎ┺ ㌆㏢㢖 㫆㎇㦚

‶㧒 䞮Ợ 䞶 㑮 㧞⓪ ₆㑶㦚 Ṳ⹲䟊㟒 䞲┺. 㯟 ㌆㏢⯒

ṗ sub-layer Ⱎ┺ ‶㧒䞮Ợ Ὃ 䞶 㑮 㧞Ợ 䞮⓪ ⹿⻫㧊

⋮, Ⲗ䕆䎊㦮 䣢㑮⯒ 㯳Ṗ㔲䅲 ṗ sub-layer✺㦮 ⚦℮⓪ Ṧ㏢㔲䋺Ⳋ㍲ 㩚㼊 㽞㩚☚Ⱏ㦮 ⚦℮⓪ 㯳Ṗ㔲䋺⓪ ❇㦮 Ὃ㩫 ₆㑶㧊 Ṳ⹲♮㠊㟒 䞲┺. 㧊㢖 ὖ⩾♲ 㡆ῂṲ⹲㧊 㰚䟟♮ἶ 㧞㦒Ⳇ, Ṳ㍶♲ Ὃ㩫㦚 䐋䟊 3 μm ⚦℮㠦㍲

>3.3 MA/cm

㦮 J

⯒ ╂㎇䞲┺Ⳋ, 1,000 A/cm-width(400 A/4 mm-width)㦮 㽞ἶ㧚Ἒ㩚⮮㦮 㽞㩚☚ ㍶㨂⯒ ㌳㌆䞶 㑮 㧞㦚 ộ㦒⪲ ₆╖䞲┺. G

G

D. 䕾䋺㰫 ₆㑶䟻㌗㦚 㥚䞲 ⻶㧊䌏 㡊㻮Ⰲ Ὃ㩫 㿪Ṗ ῂⰂ ☚⁞ ⿖䛖㦢㦖 ☚⁞ Ὃ㩫 㔲 㑮㏢ ₆㼊Ṗ ☚

⁞ 䚲Ⳋ㠦 ⌊䙂♮㠊 ㌳₆⓪ ⶎ㩲⪲ ☚⁞ ⿚㟒㠦㍲ 㧦㭒 Fig. 8. IBAD ⹿⻫㦮 Ṳ⨋㩗㧎 ⳾㔳☚㢖 䎢㓺䔎 ἆὒ

Table 2. Turn⼚ V

ὒ V

㫆䞿 V

:

1000 V V

: 800 V

XRD (Δϕ) σ

V

: 1100 V

V

: 850 V

XRD (Δϕ) σ 1

turn 6.62 0.33 1

turn 6.68 0.12 2

turn 7.36 2

turn 6.92 3

turn 7.27 3

turn 6.93

Fig. 9. 㽞㩚☚䂋㦮 䚲Ⳋ㌟ὒ 㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 㧚Ἒ㩚⮮

Fig. 10. ㌟㺚 ⿚㍳ 䝚⪲⁎⧾㠦 㩗㣿♲ 㞢ἶⰂ㯮



⹲㌳䞮⓪ ⶎ㩲㧊┺. 㧊⯒ 䟊ἆ䞮₆ 㥚䟊 ☚⁞ 㧊䤚 ⻶㧊 䌏 Ὃ㩫㦚 㩗㣿䞮㡖㦒Ⳇ 㡊㻮Ⰲ⯒ 䐋䟊 㑮㏢ ₆㼊⯒ ☚

⁞Ⱏ ⹬㦒⪲ ⺆㿲㔲䋺ἶ㧦 䞮㡖┺. 䞲䘎, ⿖䛖㦢㦖 ῂⰂ

☚⁞♲ 㽞㩚☚ ㍶㨂Ṗ 㣿㦋♲ ㏪▪㠦 ╕₆ 㩚㠦⓪ ⿞⨟

⹲㌳㦚 㞢 㑮 㠜㦒⸖⪲ 㡊䛣₆⯒ 㧊㣿䞮㡂 ῂⰂ☚⁞ ㍶ 㨂⯒ Ṗ㡊䞮㡂 ⿞⨟㦮 㡂⿖⯒ 䕦┾䞮㡖┺.

Fig. 11㦖 ⻶㧊䌏 㡊㻮Ⰲ㦮 㡾☚ ⼖䢪 ⁎⧮䝚㢖 Ὃ㩫 㩗㣿 㩚, 䤚 Ṳ㍶♲ ㍶㨂㦮 䚲Ⳋ㌗䌲⯒ ⽊㡂㭖┺. ⻶㧊 䌏 㩚 㡊䛣₆㠦 㦮䟊 ⿖䛖㦢 ⿞⨟㧊 ⹲㌳䞮⓪ ㍶㨂Ṗ

⻶㧊䌏 㡊㻮Ⰲ 䤚㠦⓪ 㡊䛣₆ 䎢㓺䔎㠦☚ ⿖䛖㦢 ⿞⨟

㧊 ⹲㌳䞮㰖 㞠㦖 ộ㦚 ⽒ 㑮 㧞┺. Fig. 11(c)⓪ ⻶㧊䌏 㡊㻮Ⰲ 㩗㣿 䤚 ㌳㌆♲ ⧒⹎⍺㧊㎮ ㍶㨂㦮 㣎ὖ㧊┺. ⿖ 䛖㦢 ⿞⨟㧊 Ệ㦮 㠜⓪ ộ㦚 䢫㧎䞮㡖┺. G

IV.

ἆ ἆ⪶

㽞㩚☚ ㍶㨂㦮 ⏨㦖 㧚Ἒ㩚⮮ ⹥ ㌳㌆㎇ 䟻㌗㦚 㥚

䞮㡂 ൽ㍲⋾㦮 㽞㩚☚ ㍶㨂 㩲㫆 Ὃ㩫㦚 Ṳ㍶ ⹥ 䢫Ⱃ 䞮₆ 㥚䞲 㡆ῂ⯒ 㰚䟟䞮㡖┺. 㩗㣿 Ὃ㩫㦖 EP, IBAD, RCE-DR ⹥ 䤚(趒)Ὃ㩫㧊Ⳇ 㡆ῂ ἆὒ 150 A/ 4 mm 㧊㌗

㦮 㧚Ἒ㩚⮮⯒ Ṗ㰖⓪ 㽞㩚☚ ㍶㨂⯒ 㩲㧧䞮㡖ἶ ⿞⨟

⮶㦚 10% 㧊䞮⪲ Ṧ㏢㔲䌂 㑮 㧞㠞┺. EP Ὃ㩫㠦㍲⓪ 䌞㰖⯒ 㥚䞲 㡆ῂ⯒ 㑮䟟䞮㡖㦒Ⳇ 㩚䟊䌞㰖⻫㦚 㩗㣿䞮 㡂 R

Ṗ 5 nm 㧊䞮㧎 䚲ⳊỆ䂶₆⯒ Ṗ㰖⓪ ₆䕦㦚 㩲 㫆䞮㡖㦒Ⳇ, 㩚䟊䌞㰖 㑮䟟 㔲 㾲㏢ 2 μm 㧊㌗㦮 ⚦℮⯒

㩲Ệ䞾㦒⪲㖾 ⏨ἶ ‶㧒䞲 㧚Ἒ㩚⮮⯒ 㠑㦚 㑮 㧞㠞┺.

IBADὋ㩫㦮 MgO㎇Ⱏ 㔲㠦 㧊㡾オ㦮 㠦⍞㰖Ṗ V

: 1100 V, V

: 850 V㦮 㫆䞿㧒 ➢ Δϕ Ṩ㧊 6.68㠦㍲ 6.93

₢㰖 0.25㦮 ⼖䢪 Ṩ㦒⪲ ‶㧒䞮ἶ ⏨㦖 ἆ㩫㎇㦚 ⽊㡖 ἶ ⁎ ἆὒ ⏨㦖 㧚Ἒ㩚⮮⯒ Ṗ㰖⓪ ㍶㨂⯒ 㩲㫆䞶 㑮 㧞㠞┺. RCE-DR Ὃ㩫㠦㍲ ⏨㦖 㧚Ἒ㩚⮮㦮 㽞㩚☚䂋㦚

‶㧒䞮Ợ 㯳㹿䞮₆ 㥚䞮㡂 MATLAB㦚 㧊㣿䞲 䚲Ⳋ㌟㺚

⿚㍳㦚 㔲䟟䞮㡖ἶ, ⁎ ἆὒ 㽞㩚☚ ㎇⓻㦮 㭒㣪 ⼖㑮㧎 㫆㎇゚ 㩲㠊Ṗ Ṗ⓻䞮Ợ ♮㠞┺. ⡦䞲 䤚(趒)Ὃ㩫㠦㍲㦮

⿞⨟⮶㦚 ⌄㿪₆ 㥚䞮㡂 ⻶㧊䌏 㡊㻮Ⰲ⯒ 㩗㣿䞮㡖┺.

REFERENCES

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Moon, S. S. Oh, C. Park and S. I. Yoo, Physica C (2007) 463-465

[5] J. H. Lee, B. J. Mean, T. J. Kim, Y. S. Kim, K. K. Cheon, T.

H. Kim, D. G. Park, D. W. Song, H. K. Kim, W. S. Jung, H.

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[6] J. W. Lee, S. M. Choi, J. H. Song, J. H. Lee, S. H. Moon and S. I. Yoo, Journal of Alloys and Compounds 602 (2014) 78- 86

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(a)

(b) (c)

Fig. 11. (a) ⻶㧊䌏 㡊㻮Ⰲ 㡾☚⼖䢪, (b) ⻶㧊䌏 Ὃ㩫 㩚·䤚 ῂⰂ☚⁞㍶㨂 䚲Ⳋ ㌗䌲, (c) ⻶㧊䌏 Ὃ㩫 㩗㣿

⧒⹎⍺㧊㎮ ㍶㨂