Kim, C.J.;Park, S.D.;Jun, B.H.;Kim, B.G.;Choo, K.N.;Ri, H.C.
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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제16권1호
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pp.9-13
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2014
Effects of neutron irradiation on the superconducting properties of the undoped $MgB_2$ and the carbon(C)-doped $MgB_2$ bulk superconductors, prepared by an in situ reaction process using Mg and B powder, were investigated. The prepared $MgB_2$ samples were neutron-irradiated at the neutron fluence of $10^{16}-10^{18}n/cm^2$ in a Hanaro nuclear reactor of KAERI involving both fast and thermal neutron. The magnetic moment-temperature (M-T) and magnetization-magnetic field (M-H) curves before/after irradiation were obtained using magnetic property measurement system (MPMS). The superconducting critical temperature ($T_c$) and transition width were estimated from the M-T curves and critical current density ($J_c$) was estimated from the M-H curves using a Bean's critical model. The $T_cs$ of the undoped $MgB_2$ and C-doped $MgB_2$ before irradiation were 36.9-37.0 K and 36.6-36.8 K, respectively. The $T_cs$ decreased to 33.2 K and 31.6 K, respectively after irradiation at neutron fluence of $7.16{\times}10^{17}n/cm^2$, and decreased to 22.6 K and 24.0 K, respectively, at $3.13{\times}10^{18}n/cm^2$. The $J_c$ cross-over was observed at the high magnetic field of 5.2 T for the undoped $MgB_2$ irradiated at $7.16{\times}10^{17}n/cm^2$. The $T_c$ and $J_c$ variation after the neutron irradiation at various neutron fluences were explained in terms of the defect formation in the superconducting matrix by neutron irradiation.
각기 암염(rocksalt: RS) 구조와 zinc-blende(ZB) 구조를 가지면서 덩치상태에서 반쪽금속성을 나타내는 NaN 화합물에서 표면의 전자구조를 계산하고 반쪽금속성이 표면에서도 유지되는지를 제일원리 전자구조 계산을 통해 검토하였다. 이를 위해 두 가지 원소를 모두 가진 표면, 즉 RS(001) 표면과 ZB(110) 표면을 고려하였다. 각각의 판에 대해 계산된 자기모멘트는 정수로서 이는 표면에서도 반쪽금속성이 유지됨을 나타낸다. 이러한 사실은 각 원자에 대한 상태밀도를 통해서도 확인할 수 있었다. 각각의 계에서 자기모멘트 값에 대해 N 원자들이 주된 기여를 하였고, 두 계 모두에서 표면 N 원자의 자기모멘트는 덩치 값에 비해 증가 하여 각기 $0.75{\mu}_B$를 가졌다. Na 원자가 자성에 기여하는 바는 미미하였으며 표면으로 갈수록 그 자기모멘트가 줄어들어 자성을 거의 나타내지 않았다. 반쪽금속성을 나타내는 띠간격의 크기는 가운데 층이나 표면층이나 큰 차이가 없었다.
본 논문에서는 고진공용 터보분자펌프의 비접촉 고속회전을 위한 자기베어링 시스템의 디지털 제어시스템의 설계에 대하여 소개하였으며, 실례로 800 l/s급의 고진공 펌프에 대하여 축 유연모드의 후방향 위험속도를 넘는 최대 40,000 rpm까지의 회전실험 결과를 나타내었다. 제안된 제어시스템은 기본적으로 PID 기반의 직접궤환 제어기와 자이로스코픽 모멘트 효과를 제어하기 위한 교차궤환기, 유연모우드 감쇄를 위한 리드필터와 동기진동 저감을 위한 노치필터 등으로 구성되어 있으며, 이러한 제어기는 자기부상형 터보분자펌프 외에 고속 플라이휠과 같은 자기베어링에 적용될 수 있다.
본 연구에서는 순수한 ${\alpha}^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$의 띠구조와 자기결정이방성에 대한 총 퍼텐셜 선형보강 평면파(Full-potential Linearized Augmented Plane Wave; FLAPW) 방법을 이용하여 연구하였다. 혼성화된 질소원자로 인해 Fe(4e), Fe(8h) 영역의 자기모멘트가 감소되었지만 z-축 방향의 격자 확장으로 인해 Fe(4d) 영역의 자기모멘트가 매우 커짐을 확인할 수 있었다. 각각의 Fe 영역들(4d, 4e, 8h) 스핀 자기모멘트들은 이전에 알려진 값들과 잘 일치함을 알 수 있다. 정방정계 왜곡으로 인해 $0.58 MJ/m^3$의 매우 큰 일축이방성상수를 구할 수 있었다. 게다가 1.76 MA/m의 매우 큰 자화량 또한 얻을 수 있었다. 또한 순수한 ${\alpha}^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$의 6.51 kOe의 예측 보자력과 71.7 MGOe의 최대에너지적을 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 ${\alpha}^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$ 구조가 희토류 대체 영구자석으로 이용될 가능성이 있다는 것을 의미한다.
$ThMn_{12}$ 구조를 갖는 $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$의 결정학적 및 자기적 성질을 X-선 회절 분석과 $M\"{o}ssbauer$ 분광법 그리고 VSM으로 연구하였다. $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$ 합금은 알곤 가스 분위기의 아크 용해로에서 제조하였으며, X-선 회절분석 결과 결정구조는 상온에서 tetragonal 구조를 갖고 있으며, 격자상수는 $a_{0}=8.607{\AA},\;c_{0}=4.790{\AA}$으로 결정하였고, $2{\theta}=44.5^{\circ}C$ 근방에서 약한 $\alpha$-Fe 상이 존재함을 알 수 있었다. $M\"{o}ssbauer$ spectrum을 13 K에서 800 K 까지 취하였으며, Curie 온도는 590 K로 결정하였다. Curie 온도 이하의 온도에서는 Fe-site가 $(8i_{1},\;8i_{2},\;8j_{2},\;8j_{1},\;8f\;and\;{\alpha}-Fe)$의 6 site로 나타났으며, 295 K에서의 면적 비는 각가가 13.8%, 15.4%, 17%, 16.4%, 34.1% 그리고 $\alpha-Fe$는 3.3%로 나타났으며 온도가 증가함에 따라서 $\alpha-Fe$ 상이 점진적으로 증가하여 Curie 온도에서 24.5%의 $\alpha-Fe$ 상이 존재함을 알았다. 초미세 자기장은 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 그 크기는 $H_{hf}(8i)>H_{hf}(8j)>H_{hf}(8f)$ 임을 알았다. 초미세자기장, 이성핵적 이동값과 자기 moment 값의 급격한 변화로 spin reorientation은 180 K에서 일어남을 알았다.
최근의 연구에 따르면 체심입방구조(bcc)를 가지는 Rh은 상자성 상태와 약간의 에너지 차를 보이며 강자성체가 된다고 한다. 이 연구에서는 bcc Rh(001) 표면의 전자구조와 자성을 일반기울기 근사 하에서 총퍼텐셜 선형보강 평면파 에너지 띠 계산방법을 이용하여 연구하였다. 표면의 자성상태는 강자성상태를 가졌으며, unrelaxed 된 경우에 표면층의 자기모멘트는 $0.48{\mu}B$로 덩치상태의 $0.43{\mu}B$에 비해 증진되었으나, 표면 바로 밑층의 자기모멘트는 $0.23{\mu}B$으로 상당히 줄어들었다. 총에너지 및 원자힘 계산을 통해 relaxed 된 구조를 구하였는데, 이 때 표면 층은 안쪽으로, 표면 바로 밑층은 바깥 쪽으로 이동하여 원래의 층간격보다 약 7.0% 줄어들었다. 이러한 층간 간격 변화는 표면 자성을 약화시켜, 표면층과 표면 바로 밑층의 자기모멘트를 $0.36{\mu}B$ 및 $0.14{\mu}B$로 줄어들게 하였다.
A time-domain combined field integral equation (CFIE) is presented to obtain the transient scattering response from arbitrarily shaped three-dimensional conducting bodies. This formulation is based on a linear combination of the time-domain electric field integral equation (EFIE) with the magnetic field integral equation (MFIE). The time derivative of the magnetic vector potential in EFIE is approximated using a central finite difference approximation and the scalar potential is averaged over time. The time-domain CFIE approach produces results that are accurate and stable when solving for transient scattering responses from conducting objects. The incident spectrum of the field may contain frequency components, which correspond to the internal resonance of the structure. For the numerical solution, we consider both the explicit and implicit scheme and use two different kinds of Gaussian pulses, which may contain frequencies corresponding to the internal resonance. Numerical results for the EFIE, MFIE, and CFIE are presented and compared with those obtained from the inverse discrete Fourier transform (IDFT) of the frequency-domain CFIE solution.
The coupling between electric, magnetic, and structural order parameters results in the so-called multiferroics, which possess ferroelectricity, ferromagnetism, and/or ferroelasticity. The simultaneous ferroelectricity and ferromagnetism (magnetoelectricity) allow potential applications in information storage, spintronics, and in magnetic or electric field sensors. Perovskite compound $BiFeO_3$ (BFO) is antiferromagnetic below Neel temperature of 647K and ferroelectric with a high Curie temperature of 1043K. It exhibits weak magnetism at room temperature(RT) due to the residual moment from a canted spin structure. It is likely that non-stoichiometry and second-phase formation are the factors which cause leakage in BFO. It has been suggested that oxygen non-stoichiometry leads to valence fluctuations of Fe ions in BFO, resulting in high conductivity. To reduce the large leakage current of BFO, one attempt is fabricating donor doped BFO compounds and thin films. We report here the successful fabrication of the Nd, Ti co-doped $BiFeO_3$ ceramics and thin films by pulsed laser deposition technique.
초거대 자기 저항 물질인 $La_{0.5}Ca_{0.5}MnO_3$의 분말과 pellet을 졸-겔 법으로 제조하였다. 열처리 온도를 변화시켜 얻은 시료에 대해 FT-IR과 CP/MAS $^{13}C$ solid state NMR spectroscopy 그리고 XRD 등을 이용해 구조변화를 관찰하였다. 양이온 조성 비율을 알아보기 위해 ICP-AES를 이용하였으며, 입자크기와 균일도를 FE-SEM/EDS로, 미세구조와 격자 패턴은 TEM으로 관찰하였다. VSM을 이용하여 자기적 특성을 살펴보았으며 큐리온도($T_c$)는 236 K에서 측정되었다.
팔면체형 철(Ⅱ)착물 $[Fe(DPGH)_2(NH_3)_2$]과 산소분자의 반응에서 생성된 산소화생성물, $[(DPGH)_2FeO_2Fe(DPGH)_2$]의 자기모멘트를 측정하였다. 산소화 생성물내의 철에 대한 자기모멘트는 $298^{\circ}K$에서 3.60 B.M (Bohr Magneton)이며 온도가 내려 감에따라 감소되어 $4.2^{\circ}K$에선 1.65 B.M의 값을 보여준다. 이상의 측정결과는 다음과 같이 설명될 수 있다. (1) 산소화생성물내의 두개의 철(Ⅲ)은 중간스핀상태(S=3/2)를 갖는다. (2) 분자내의 두개의 철(Ⅲ)은 서로 약한 반강자성 짝지음을 일으킨다. 짝지음 상수는 정도이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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