고온초전도체 박막과 거대 자기 저항-스핀밸브 다층 박막 사이 중간층을 통과하는 면 전류 효과에 따른 자기 저항 특성 연구

양우일,최종구,이상석 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.9

A giant magnetoresistance-spin valve (GMR-SV) multilayer of NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta was fabficated on a high-Tc superconductor Y$_1$Ba$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$(YBCO) film using ion beam deposition. The inverse magnetoresistance characteristics of hybrid-type multilayer samples containing YBCO with a thickness of 300 nm and antiferromagnetic IrMn based on a GMR-SV with a thickness of 42.5 nm were investigated at liquid-nitrogen temperatures below the critical temperature. The magnetoresistance (MR) ratio of -9.3% could be explained by using the effect of the plane current passing through the gap layer between the high-Tc superconductor film and the GMR-SV film. The existence of a gap layer of about 9 nm in thickness was confirmed by using a scanning electron microscope (SEM) image of a cross section of the hybrid multilayer sample. We found that the output voltage could be derived from an equivalent circuit consisting of three resistances, those of the GMR-SV layer, the Gap layer, and the YBCO layer and that the out put voltage increased as the thickness of the gap layer and the supply current increased. 고온초전도체 Y$_1$Ba$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$(YBCO) 박막 위에 이온빔 증착법을 이용하여 거대 자기 저항-스핀밸브 (giant magnetoresistance-spin valve, GMR-SV) NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta 다층 박막을 제작하였다. YBCO 박막 두께 300 nm와 반강자성체 IrMn 기반 GMR-SV 박막 두께 42.5 nm를 포함한 하이브리드 형태 다층구조 박막 시료에 대해 임계 온도 이하인 액체질소 온도에서 얻은 반전된 자기 저항 특성을 조사하였다. 자기 저항비가 -9.3%가 되는 현상을 고온초전도체 박막과 자성체 GMR-SV 박막 사이의 중간층을 통과하는 면 전류 효과로 설명하였다. 하이브리드 다층 박막 시료의 단면을 관찰한 주사전자현미경 영상으로부터 약 9 nm 두께의 중간층의 존재를 확인하였다. 자성체층, 중간층, 고온초전도체층 저항들과 이루어진 등가회로로부터 유도된 출력 전압이 중간층의 두께와 공급전류 값에 따라 증가됨을 알 수 있었다.

YBa₂Cu₃O 고온초전도 고주파 소자 제작에 관한 연구

이상영,정채성,안정원 建國大學校基礎科學硏究所 1995 理學論集 Vol.20 No.-

고온초전도 마이크로파 공진기 및 필터의 액체질소온도에서 작동하는 X-band용 마이크로파 소자로서의 응용성을 살피고 또한 직접 제작한 YBa₂Cu₃O (YBCO) microstrip ring resonator와 parallel plate resonator 및 YBCO microstripline two-pole filter의 특성을 측정하였다. YBCO ring resonator의 경우 40K에서의 공진주파수는 7.85 GHz, Qu는 490, YBCO parallel plate resonator의 경우 80K에서의 공진주파수는 약 8.5 GHz, Qu는 402, 그리고 YBCO two-pole filter의 경우 액체질소온도에서 삽입손실 (IL)은 1.8 dB, 통과대역(passband)의 중심주파수는 10.7 GHz이며 2.3%의 bandwidth를 지닌 것으로 관측되었다. 본 연구를 통하여 고온초전도 박막의 마이크로파 소자로서의 응용성이 매우 큼을 알 수 있었다. The applicability of high-T microwave resonators and filters operating at the liquid nitrogen temperature at frequencies in the X-band, and the characteristics of our high-T microwave passive devices including a YBa ₂Cu₃O(YBCO) microstrip ring resonator, a parallel plate resonator and a YBCO microstripline two-pole filter, are studied. It appeared that the YBCO ring resonant had the resonant frequency of 7.85 GHz and Q of 490 at 40K, and that the YBCO parallel plate resonator had the resonator frequency of 8.5 GHz and Q of 490 at 80K. Also, the YBCO filter turned out to operate at the liquid nitrogen temperature with the center frequency of 10.7 GHz, the insertion loss of 1.8dB and the bandwidth of 2.3%. This study reveals that the applicability of high-T superconducting thin films for microwave devices is very prospective.

Perparation of Bi₂Sr₂Can-¹CuO(n=1,2) Superconducting Films by the Liquid Phase Epitaxial Method

Shin,Jae Soo,Oh,Seung Ho 대전대학교 자연과학연구소 1992 自然科學 Vol.3 No.-

Bi₂Sr₂Ca?Cu?O?(n=1,2)산화물 초전도체막(film)을 액상성장법(LPE)에 의해 MgO(100)단결정 기판위에 성장시켰다. X-선 회절 분석결과 성장시킨 막은 c-축방향으로 배향되었음을 보여 주었다. 성장된 Sr₂Ca?Cu?O?막은 단상인 2201(10K)상으로 구성되었으며, 880℃에서 5시간동안 열처리후엔 초전도전이(Tc)가 5.5K에서 시작하는 것을 알 수 있었다. 또한 Bi₂Sr₂Ca?Cu?O?막은 단상인 2212(80K)상으로 구성되었으나, 초전도전이(Tc)는 보이지 않고 금속-반도체 전이가 일어남을 알 수 있었다. 이막을 860℃에서 5시간 열처리 한 후엔 가장 높은 임계온도 Tc(R=O)=82K를 얻을 수 있었다. 우리는 여기에서 열처리시 온도에 의해 변화하는 2212(80K)상과 2201(10K)상의 형성조건을 관찰할 수 있었다. Bi₂Sr₂Ca?-¹Cu?O?(n=1,2) superconducting films were prepared on MgO(100) single crystal substrates by the liquid phase epitaxial (LPE) method. X-ray diffraction patterns showed the films were predominantly oriented with the c-axis perpendicular to the substrate surface. As-grown films of Bi₂Sr₂CuO? consisted of single 2201(10K) phase. After the post annealing at 880℃ for 5h, the superconducting transition starts at 5.5K. As-grown films of the Bi₂Sr₂Ca?Cu?O? consisited of single 2212(80K) phase. But the films did not show a superconducting transition. The films showed superconductivity with the highest Tc(R=O)=82K obtained by the post-annealing at 860℃ for 5h. We investigated the formation condition of the 2201(10K) phase and 2212(80K)phase by controlling the temperature of the annealing process.

Fabrication of Oxide Thick Film for Renewable Electrical Energy Storage Technology

이상헌 한국전기전자재료학회 2005 Transactions on Electrical and Electronic Material Vol.6 No.4

We have fabricated superconducting HTSC ceramic thick films by chemical process. c-axis oriented HTSC thick films have been attempted bi-axially textured Ni tapes. The x-ray diffraction pattern of the HTSC thick films contained superconducting phase crystal. The critical temperature and critical current density was 110 K.

Fabrication of BSCCO Films using CVD Process

이상헌 한국전기전자재료학회 2004 Transactions on Electrical and Electronic Material Vol.5 No.4

BiSrCaCuO thick films were fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition, and the crystallinity and the superconducting properties were investigated. The superconductivity was achieved at 20 K with an onset temperature of around 90 K in the film prepared at 720 °C. From X ray diffraction analysis, the main superconducting phase in the films was the low Tc phase at 700∼750 °C and the high Tc phase at 750∼800 °C.

Fabrication of BSCCO Films using CVD Process

Lee, Sang-Heon The Korean Institute of Electrical and Electronic 2004 Transactions on Electrical and Electronic Material Vol.5 No.4

BiSrCaCuO thick films were fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition, and the crystallinity and the superconducting properties were investigated. The superconductivity was achieved at 20 K with an onset temperature of around 90 K in the film prepared at 72$0^{\circ}C$. From X ray diffraction analysis, the main superconducting phase in the films was the low Tc phase at 700∼75$0^{\circ}C$ and the high Tc phase at 750 ∼ 80$0^{\circ}C$.

저온 주사 레이저 현미경 (LTSLM)을 이용한 YBCO 박막의 임계 온도 분포 분석

박상국,김맹준,이형철 한국물리학회 2009 새물리 Vol.58 No.2

Low-temperature scanning laser microscopy (LTSLM) can be used for a two-dimensional display of various sample responses arising from localized excitation. As shown in many experiments, LTSLM creates interesting results when applied to superconductors. Thus, we have investigated the distribution of the critical temperature in 130-μm-wide and 570-μm-long YBa2Cu3O7-δ films by using LTSLM. For improving the signal-to-noise ratio, we modified the laser-beam configuration by adopting a maximum 3-kHz modulated laser beam produced by using a mechanical opto chopper as needed. We have observed a spatial nonuniformity of the ac voltage response, δV(x), which is proportional to ∂ρ(x, JB)/∂T in the transition temperature region, and we have displayed the data in a two-dimensional image. 저온 주사 레이저 현미경 (Low temperature scanning laser microscopy, LTSLM)은 국소적 자극에 의해 일어난 시료의 다양한 반응을 2차원으로 형상화하는데 사용될 수 있다. 많은 실험들에서 볼 수 있듯이, LTSLM은 특히 초전도체에 적용되었을 때 흥미로운 결과를 나타낸다. 그래서 우리는 LTSLM을 이용해서 폭 130μm, 길이 570μm의 YBa2Cu3O7-δ 박막의 임계온도의 분포를 분석하였다. 신호 대 노이즈 비를 개선하기 위하여, 기계적 Chopper를 사용해서 최대 주파수 3 kHz로 조정하여 집광된 레이저 빔을 시료에 주사하였다. 우리는 전이온도 영역에서 ∂ρ(x, JB)/∂T에 비례하는 교류전압신호 (δV (x))의 불균일성을 관찰하였고 그 결과들을 2차원의 그림으로 나타내었다.

Fabrication of Oxide Thick Film for Renewable Electrical Energy Storage Technology

Lee, Sang-Heon The Korean Institute of Electrical and Electronic 2005 Transactions on Electrical and Electronic Material Vol.6 No.4

We have fabricated superconducting HTSC ceramic thick films by chemical process. c-axis oriented HTSC thick films have been attempted bi-axially textured Ni tapes. The x-ray diffraction pattern of the HTSC thick films contained superconducting phase crystal. The critical temperature and critical current density was 110K.

Transition from 2-D to 1-D Transport in Superconducting YBa2Cu3O7

V. D. Lam,L. V. Hong,P. H. Khoi,J.F. Hamet,F. Boyer,이영백,J.P. Maneval 한국물리학회 2008 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.52 No.5

The resistive response of c-axis textured YBa₂Cu₃O7 bridges (100 nm thick and 10 m wide) has been studied dynamically on the nanosecond scale over a wide span of temperatures and currents. From Tc down to 75 K, dissipation is dominated by the viscosity of vortices spontaneously generated in the earth's magnetic eld. For 70 K < T < 75 K, vortex ow coexists with phase-slip centers (PSCs) characteristic of one-dimensional (1-D) transport. Eventually, below about 70 K, vortex ow is inhibited while, independently, PSCs transform into normal hot spots. All these resistive modes are identified by using a different time-varying voltage consecutive to the application of a step function of the current to the bridge.

YBCO 초전도 선재를 이용한 단일 브릿지 및 이중 브릿지 형태로의 변형에 따른 국소적 영역에서의 물리적 특성 비교 분석

박희연,박상국,이형철 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.2

Measuring and visualizing the local transition critical temperature and critical current density of a YBCO-coated conductor, rather than just a rough average value, through a nondestructive way is significant. In particular, in this study, we transformed the shape of a sample with striation and compared a single-bridge-type sample with a two-bridge-type sample. The samples were examined under a low-temperature scanning-laser Hall-probe microscope (LTSLHPM) at temperatures near the transition temperature. The result showed no differences in the superconducting properties within the margin of error. Thus, the ac loss is expected to be reduced by patterning the sample. 본 연구에서는 기하학적인 구조의 변형이 미시적 영역에서의 물리적특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 YBCO 초전도 선재 시료를 단일브릿지 형태와 단일 브릿지를 평행하게 배열한 이중 브릿지의 형태로제작하였다. 액체질소를 주입한 저온의 진공 용기 내에서 저온 주사레이저 및 홀 소자 현미경을 이용하여 국소적인 영역에서의 임계온도 및전류밀도를 측정하여 시료의 형태에 따라 어떻게 달라지는 가를 보았다. 그 결과 단일 브릿지와 이중 브릿지의 국소적 영역에서의 초전도 특성은실험 오차범위 내에서 차이가 없었으며, 특히 단일브릿지 형태의 GdBCO 시료와 비교하여 보았을 때 차이가 극명하게 드러남을 알 수 있었다. 따라서 시료를 패터닝 함으로써 초전도 특성에 손실 없이 교류 손실을저감할 수 있을 것으로 기대된다.