재공실 실험4 예보 - 4단자법을 통한 초전도 재료의 전기적
- 최초 등록일
- 2013.10.29
- 최종 저작일
- 2013.05
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목차
1. 초전도 재료의 종류와 특성
a)초전도체 종류
b)초전도체의 특성
2. 초전도 재료의 세 가지 임계값을 구하는 방법에 대해 조사하시오.
a) 임계전이온도(Critical transition temperature; Tc)
b) 임계자기장(Critical field; Hc, Hc1, 및 Hc2)
c) 임계전류밀도(Critical current density; Jc)
본문내용
Type1 - 매우 순수한 금속들이 대표적인 예로, 수은, 납, 주석, 등이 있다. 아래의 그림은 Type1 초전도체에 외부 자기장이 가해졌을 때 유도되는 자기장을 보여주는 그래프인데, 상전도 상태로 전이하기 직전까지는 외부 자기장을 완벽하게 상쇄시키고 있음을 알 수 있다. Type1 초전도체에는 중간상태(intermediate state)라는 것이 존재하는데, 이는 순간적으로 존재하는 상태로 초전도체의 일부분이라도 상전이하게 되면 곧바로 전체가 상전도 상태로 된다(normal state). Type1 초전도체의 자기장의 크기는 800가우스 정도로 전자석 등으로 이용하기에는 너무나 미약하다(지구의 자기장은 0.5 가우스). 그 밖의 특징으로는 임계전이온도가 절대 0 도에 가까운 매우 낮은 온도라는 점과, 임계 전류 밀도는 커서 초전도 회로에 쓰일 수 있다는 것이다.
Type2 ? Type2 초전도체는 비교적 나중에 발견된 세라믹 초전도체가 주종을 이루고 있다. 아래 그림은 역시 Type II 초전도체에 외부 자기장이 걸렸을 때 유도되는 내부 자기장의 크기를 보여주는 그래프이다. 그래프 상으로 두개의 임계 자기장 지점이 보인다. Hc1 까지는 모든 자기장 라인을 상쇄하지만 그 이상이 되어 Hc2 까지는 필드가 재료 속으로 침투하기 시작하고 이 때를 mixed state 라고 하고, 초전도체와 상전도체가 공존하는 상태이다. 그리고 임계 자기장의 값이 Type I 초전도체들의 그것보다는 매우 커서 전자석 등으로 상용화 하기에 충분한 크기이다. Critical field value : 100 tesla(1 tesla = 1000gauss)
b)초전도체의 특성
- 전기 저항이 없다 : 초전도체는 적절한 조건이 되면 전기저항이 완전히 사라져, 도체 중에서도 가장 전도율이 큰 물질이 된다.
- 조셉슨 효과 : 2개의 초전도체가 매우 얇은 절연막을 사이에 두고 격리되어 있을 경우, 터널효과에 의해서 전자가 특수한 쌍(쿠퍼쌍)을 이루어 절연막을 통과하는 현상을 말한다.
참고 자료
http://superconductors.org
초전도 에너지 입문 K.Masuda 著 Ohm
초전도의 모든 것 백승현, 신재수 共著 고려대학교 출판부
wwwpsc.postech.ac.kr/cgibin/index.cgi