• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07d
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• pp.1298-1300
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• 1997

금속기판상 초전도 $YBa_2CU_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) 박막을 yttria-stabilized zirconia (YSZ) 완충막을 이용하여 in situ 펄스 레이저 증착법에 의해 증착하였다. YBCO 박막을 직접 금속기판에 증착하게 되면 YBCO 박막과 금속기판 사이의 계면에서 상호확산현상이 발생하기 때문에 이를 방지하기 위해 YSZ 완충막이 사용되었다. YSZ 완충막의 증착온도가 박막의 결정성과 전기적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 YSZ 완충막은 여러 가지 온도로 증착되었다. YBCO 박막의 증착온도와 같은 온도로 YSZ 완충막을 증착했을 때보다 YBCO 박막의 증착온도보다 높은 온도로 YSZ 완충막을 증착했을 경우, 증착된 YBCO 박막은 x선 회절에 의해 c 축 방향으로 성장하였음을 알 수 있었고, 저항이 0이 되는 임계온도가 83K가 되는 실험 결과를 얻었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07d
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• pp.1226-1228
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• 1997

펄스 레이저 증착법을 이용하여 MgO 기판 위에 YBCO 박막을 c 축으로 성장시켰다. 이를 위하여 다양한 두께의 YBCO 박막을 여러 온도에서 증착시킴으로서 두께와 온도에 따른 YBCO 박막의 방향성을 조사하였다. 레이저원으로는 Nd:YAG 레이저의 355 nm의 파장을 이용하였으며, 증착시 기판온도는 $700^{\circ}C$와 $750^{\circ}C$에서 박막의 두께를 $3,000{\AA}$, $10,000{\AA}$, $20,000{\AA}$ 등으로 변화시켜 증착하였다. 이렇게 증착되어진 박막의 표면은 SEM으로 관촬되어졌으며, Raman Spectrascopy로 박막을 분석하였고, XRD를 사용하여 그 박막의 배향성을 연구하였다. 본 논문에서는 이와 같은 분석과 연구를 통하여 증착되어진 다성분 박막의 배향성이 기판온도와 박막두께에 따라 민감하게 변화함을 체계적으로 분석하였으며, 그 결과 기판온도와 박막 두께에 따른 YBCO 박막의 a 축, c 축 성장의 의존성을 확인하였다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• v.9
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• pp.71-74
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• 1999

We have fabricated high-T$_c$ superconducting YBa$_2Cu_3O_{7-{\delta}}\;/SrTiO_3/\;YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO/STO/YBCO) multilayer structure on (001) $SrTiO_3$ substrate by using pulsed laser deposition technique for applying to ground plane of single flux quantum digital circuits. In this structure, the top and bottom YBCO layers were connected through the holes in the STO insulating layer. The critical temperature of the two YBCO layers connected each other was 86 K after annealing at 500 $^{\circ}C$ in $O_2$ atm for about 60 hr. This result shows that the annealing process is very important fabricating YBCO/STO/YBCO multilayer structure An experiment to optimize the fabrication process of YSCO/ST0/YBCO multilayer structure with good quality is in progress.

• Progress in Superconductivity
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• v.14 no.1
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• pp.45-51
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• 2012

Microwave metrology for the thickness of metallic or superconductive films provides a new way to measure the film thickness in a non-invasive way by using microwave resonators, with the measurement accuracy affected by standard uncertainties in the resonator quality factor, temperature-dependent resonant frequency and the dimensions of the resonators. Here we study effects of the standard uncertainty in the thickness, $t_{cal}$, of a calibration $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) film on the measured thicknesses, $t_{RF}$, by using a ~ 40 GHz microwave resonator. For the study, we used five YBCO films having the thicknesses of 70 - 360 nm, for which relative standard uncertainties in $t_{RF}$ due to that in $t_{cal}$ are obtained. The standard uncertainty in $t_{cal}$ was determined with the surface roughness of the film taken into account. It appeared that relative standard uncertainty in $t_{cal}$ significantly affects the $t_{RF}$ values, with the values of 1% (5%) in the former resulting in those of 1-2% (5-9%) for the latter at 10 K. Our results show that, for realizing relative standard uncertainties less than 5% in $t_{RF}$ for all the YBCO films, the surface roughness of the calibration films should be small enough to realize a relative standard uncertainty of less than 2.7% in $t_{cal}$.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2003.05a
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• pp.12-12
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• 2003

초전도 선재로의 응용을 위하여 Pulsed laser deposition(PLD)법으로 고온 초전도 체 YBa₂Cu₃O/sub 7-δ/(YBCO) coated conductor를 제조하였다. coated conductor는 금속기판/완충층/초전도층의 구조를 이루고 있는데 완충층은 금속 기판의 집합조직을 초전도층까지 전달하는 역할과 금속기판의 금속이 초전도층으로 확산되어 초전도층의 전기적 특성을 열화시키는 것을 막아주는 확산장벽으로의 역할 등을 수행한다. 완충층의 박막 성장이 제대로 이루어지지 않으면 우수한 초전도 특성을 가지는 초전도층을 얻을 수 없다. 완충층은 금속기판과의 lattice match, thermal match등이 요구되고, 화학적으로 금속기판 및 초전도층과 반응하지 않아야 하며, 긍속기판의 산화없이 epitaxial하게 박막증착이 이루어질 수 있는 재료이어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 YBCO, CeO₂, YSZ 등이 주로 사용되고 있다. 전기연구원에서 YBCO coated conductor 선재를 제조하기 위하여 사용하고 있는 다층 박막의 구조는 YBCO/CeO₂/YSZ/CeO₂/Ni(002)과 YBCO/CeO₂/YSZ/Y₂O₃/Ni(002)이며, 최적의 증착조건을 찾기 위하여 성장시 챔버의 산소분압, 완충층의 두께, 기판 온도 등을 변화시켰다. 증착된 완충층 및 초전도층의 집합 조직은 D8-Discover with GADDS(General Area Detector Diffraction System)로 XRD분석을 했고, 미세구조는 SEM으로 관찰하였으며 4단자법을 이용하여 초전도 특성을 측정하였다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• v.9
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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.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.2
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• pp.195-201
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• 1999

C-axis oriented $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) thin films were grown on $Al_2O_3$ (alumina and R-plane sapphire) substrates by a pulsed laser deposition method. The crystallinity of the $CeO_2$ buffer layer on sapphire substrate exhibit a strong dependence on the deposition temperature, resulting in the growth of a-axis orientation at $800^{\circ}C$. The superconducting properties of YBCO thin films on $Al_2O_3$ substrates showed strong dependence on both thickness and crystallinity of the $CeO_2$ buffer layer. Critical temperature of YBCO film on alumina substrate was ${\sim}83\;K$. In the case of R-plane sapphire substrate,

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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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.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.14 no.2
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• pp.51-55
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• 2003

SrTiO₃ (STO) thin fims were deposited on the biaxially textured Ni-3 wt%W alloy substrates to be used as a single buffer layer for YBa₂CU₃O/sub 7-8/(YBCO) coated conductor. Thin films of YBCO and STO were deposited using pulsed laser. The deposition condition for epitaxial growth of STO on the textured metal was identified, and YBCO coated conductor with a single STO buffer layer with critical current density of 1.2 MA㎠ at 77 K under zero magnetic field and critical temperature of 86 K, was fabricated.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.832-833
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• 2008

초전도 한류 소자의 퀜치 특성은 인가 전압의 크기와 시간에 의존한다. 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 박막 형태로 증착된 Au/YBCO의 퀜치 거동을 조사하기 위하여 임의 시간의 고장전류를 인가하고 이 때 발생하는 온도를 검출하여 그 특성을 조사하였다. 시험에 사용된 한류소자는 Au/YBCO/사파이어 기판으로 구성되었으며, 길이 19cm, 폭 2 cm의 stripe 형태를 갖는 초전도 박막이었다. 임계전류는 200A이며 6 주기 동안의 전압인가에 대하여 6 V/cm (상승온도 250 K 기준)의 정격전압을 보였다. 이러한 특성을 갖는 한류소자의 한류 시 온도증가를 조사하기 위하여 한류소자의 뒷면에는 은 박막을 적절한 패턴으로 증착하여 온도 센서로 사용하였으며, 이를 통하여 퀜치 거동을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 한류 소자 양단에 250 V의 전압을 인가하고 2 ms 동안 사고 전류를 인가하였을 때, 초전도 박막의 온도는 154 K까지 증가하였으며 다시 초전도성을 회복하기까지의 시간은 약 420 ms가 소요됨을 확인할 수 있었다.