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지식나눔

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superconductivity 측정법

2008-01-16 org.kosen.entty.User@119ebc5e 이영국(yklee125)
  • 2
초전도도 측정 방법 및 측정 원리에 대한 자료나 설명을 부탁드립니다.
  • superconductivity
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답변 2
  • 답변

    이남일님의 답변

    2008-01-16
    • 0
    >초전도도 측정 방법 및 측정 원리에 대한 자료나 설명을 부탁드립니다. 일단 초전도도 측정에는 여러가지가 있습니다. 임계온도, 임계전류, 임계 전류 밀도, 임계자기장, Levitation test(부상력) 등등 많습니다. 가장 기본이 되는 임계전류와 임계온도 측정법을 간단히 설명드리면... 온도를 극저온으로 내려야하므로 액체 질소나 액체 헬륨속에서 측정을 합니다. 고온 초전도 체와 저온 초전도체에 대해서는 아시리라 믿고 액체 질소를 사용해 측정하는것으로 말씀드리겠습니다. 4 point prove를 이용하여 그러니까 외각 2개는 전류를 인가하고 중간 2개는 전압의 변화를 측정하여 저항을 계산하게 됩니다. 전압이 0이면 저항 역시 0이겠죠. 시편과 pvove를 연결하고 액체질소에 넣고 충분히 냉각 시킨면 초전도성을 띈다면 전압이 0 일것입니다. 전류가 증가함에 따라 임계전류를 넘어서게되면 시편이 저항을 띄게되고 전압이 급격히 증가하게 됩니다. 이때의 전류가 임계전류가 되는 것입니다. 이때 전류 prove 쪽에 by-pass를 해주지 않으면 급격한 전류에 의한 열충격으로 인해 시편이 데미지를 입을수 있습니다. 하지만 인가하는 전류가 크지 않다면 구지 신경쓰지 않으셔도 됩니다. (한류기쪽의 응용 분야라면 1000A 이상 전류를 인가하는 경우도 있습니다. 전류량에 따라 도선도 알맞는 용량을 사용하셔야 합니다.) 전압이 증가하는 그래프의 기울기에 따라서 시편의 초전도성을 평가하기도 합니다. 기울기가 급격할수록 훌륭한 초전도체라고 할수 있습니다. 임계전류를 측정하였으면 시편의 단면적을 고려한 임계전류 밀도를 구하실수 있습니다. 반대의 개념으로 액체 헬륨을 이용하여 시편의 온도를 내리면서 저항을 측정하여 임계온도를 구하게됩니다. 일반적으로는 시편이 냉각됨에 따라 저항이 서서히 감소하게 되구요, 임계온도에 도달하게 되면 저항이 0으로 급격히 감소하게 됩니다. 이때의 기울기 델타 T에 따라 초전도성을 평가하기도 하구요, 물론 기울기가 급격할수록 초전도성이 양호한것입니다. 예전 기억을 더듬으면서 작성한거라 행여 틀린것이 있을수도 있을지 모르겠네요 ^^; 초전도... 어려우면서도 매력있는 분야입니다. ^^;
    답변수정
    >초전도도 측정 방법 및 측정 원리에 대한 자료나 설명을 부탁드립니다. 일단 초전도도 측정에는 여러가지가 있습니다. 임계온도, 임계전류, 임계 전류 밀도, 임계자기장, Levitation test(부상력) 등등 많습니다. 가장 기본이 되는 임계전류와 임계온도 측정법을 간단히 설명드리면... 온도를 극저온으로 내려야하므로 액체 질소나 액체 헬륨속에서 측정을 합니다. 고온 초전도 체와 저온 초전도체에 대해서는 아시리라 믿고 액체 질소를 사용해 측정하는것으로 말씀드리겠습니다. 4 point prove를 이용하여 그러니까 외각 2개는 전류를 인가하고 중간 2개는 전압의 변화를 측정하여 저항을 계산하게 됩니다. 전압이 0이면 저항 역시 0이겠죠. 시편과 pvove를 연결하고 액체질소에 넣고 충분히 냉각 시킨면 초전도성을 띈다면 전압이 0 일것입니다. 전류가 증가함에 따라 임계전류를 넘어서게되면 시편이 저항을 띄게되고 전압이 급격히 증가하게 됩니다. 이때의 전류가 임계전류가 되는 것입니다. 이때 전류 prove 쪽에 by-pass를 해주지 않으면 급격한 전류에 의한 열충격으로 인해 시편이 데미지를 입을수 있습니다. 하지만 인가하는 전류가 크지 않다면 구지 신경쓰지 않으셔도 됩니다. (한류기쪽의 응용 분야라면 1000A 이상 전류를 인가하는 경우도 있습니다. 전류량에 따라 도선도 알맞는 용량을 사용하셔야 합니다.) 전압이 증가하는 그래프의 기울기에 따라서 시편의 초전도성을 평가하기도 합니다. 기울기가 급격할수록 훌륭한 초전도체라고 할수 있습니다. 임계전류를 측정하였으면 시편의 단면적을 고려한 임계전류 밀도를 구하실수 있습니다. 반대의 개념으로 액체 헬륨을 이용하여 시편의 온도를 내리면서 저항을 측정하여 임계온도를 구하게됩니다. 일반적으로는 시편이 냉각됨에 따라 저항이 서서히 감소하게 되구요, 임계온도에 도달하게 되면 저항이 0으로 급격히 감소하게 됩니다. 이때의 기울기 델타 T에 따라 초전도성을 평가하기도 하구요, 물론 기울기가 급격할수록 초전도성이 양호한것입니다. 예전 기억을 더듬으면서 작성한거라 행여 틀린것이 있을수도 있을지 모르겠네요 ^^; 초전도... 어려우면서도 매력있는 분야입니다. ^^;
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  • 답변

    김용배님의 답변

    2008-01-16
    • 0
    >초전도도 측정 방법 및 측정 원리에 대한 자료나 설명을 부탁드립니다. 초전도의 개념은 아시리라 생각되고 측정방법은 몇가지가 있습니다. 아래 내용 참고하시기 바랍니다. (개념은 일반물리 교재정도 보시면 좋구요, 좀 더 전문적인 내용을 원하시면 P. W. Anderson 또는 Tinkham 의 교재를 참고하세요) 1. R-T 온도에 따라 저항을 측정하다보면 급격하게 작아지는(거의 0) 온도가 있습니다. 그 점을 Transition Point로 보시면 되고, 초전도의 증거로 볼 수 있습니다. Two-Probe 측정보다는 Four-Probe 방식으로 측정해야 하며 극저온까지 내려간다면 excitation current 를 매우 작게 해야 온도컨트롤이 되므로 유의해야함 측정장비로는 일반적인 저항측정장치(저온 가능)를 사용하시면 됩니다. 2. M-T curve 측정(Chi-T 도 비슷한 개념) 초전도(타입 I 의 경우)물질은 Perfect Diamagnetism 성질을 가집니다. 일반적인 자성측정장비를 사용하여 측정하면 Paramagnetic(또는 Ferro)에서 Diamagnetic phase 로 변하는 것을 볼 수가 있습니다. 3. M-H hysteresis 측정 2번과 같은 개념으로 보시면 되겠습니다. 4. 비열측정 온도가 변함에 따라 Phase(Structural, Magnetic, etc)가 변하게 되면 Entropy 가 변하게 되고, 비열에서도 Peak 형태로 나타나게 됩니다. 이것으로 Phase 가 변했다는 것을 알 수 있습니다.
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    >초전도도 측정 방법 및 측정 원리에 대한 자료나 설명을 부탁드립니다. 초전도의 개념은 아시리라 생각되고 측정방법은 몇가지가 있습니다. 아래 내용 참고하시기 바랍니다. (개념은 일반물리 교재정도 보시면 좋구요, 좀 더 전문적인 내용을 원하시면 P. W. Anderson 또는 Tinkham 의 교재를 참고하세요) 1. R-T 온도에 따라 저항을 측정하다보면 급격하게 작아지는(거의 0) 온도가 있습니다. 그 점을 Transition Point로 보시면 되고, 초전도의 증거로 볼 수 있습니다. Two-Probe 측정보다는 Four-Probe 방식으로 측정해야 하며 극저온까지 내려간다면 excitation current 를 매우 작게 해야 온도컨트롤이 되므로 유의해야함 측정장비로는 일반적인 저항측정장치(저온 가능)를 사용하시면 됩니다. 2. M-T curve 측정(Chi-T 도 비슷한 개념) 초전도(타입 I 의 경우)물질은 Perfect Diamagnetism 성질을 가집니다. 일반적인 자성측정장비를 사용하여 측정하면 Paramagnetic(또는 Ferro)에서 Diamagnetic phase 로 변하는 것을 볼 수가 있습니다. 3. M-H hysteresis 측정 2번과 같은 개념으로 보시면 되겠습니다. 4. 비열측정 온도가 변함에 따라 Phase(Structural, Magnetic, etc)가 변하게 되면 Entropy 가 변하게 되고, 비열에서도 Peak 형태로 나타나게 됩니다. 이것으로 Phase 가 변했다는 것을 알 수 있습니다.
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