KR20100069997A - Superconductor wire and method of joining superconductor wires - Google Patents

Superconductor wire and method of joining superconductor wires Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A superconducting wire and a method for bonding superconducting wires are provided to reduce the electric resistance of a bonding area of superconducting wires by using epitaxially-grown superconducting material. CONSTITUTION: Each of first and second superconducting wires(110,120) comprises a metal substrate, a superconducting layer, and a stable layer. The metal substrate has a tape shape. The superconducting layer is formed on the metal substrate. The stable layer is formed on the superconducting layer. An epitaxial growth layer(140) is formed between the first and second superconducting wires and includes the superconducting material. The epitaxial growth layer has the thickness of 10 to 40 nm.

Description

초전도 선재 및 초전도 선재 접합 방법{SUPERCONDUCTOR WIRE AND METHOD OF JOINING SUPERCONDUCTOR WIRES}Superconducting Wire and Superconducting Wire Bonding Method {SUPERCONDUCTOR WIRE AND METHOD OF JOINING SUPERCONDUCTOR WIRES}

본 발명은 초전도 선재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초전도 선재 및 초전도 선재 접합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting wire, and more particularly to a superconducting wire and superconducting wire bonding method.

초전도 물질은 임계온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 특성을 갖는 물질이다. 초전도 물질 박막을 2축 배향성을 갖는 IBAD 템플릿 위에 증착하여 전선 형태로 가공함으로써 초전도 선재로 사용된다. 일반적인 초전도 선재들은 수백 m의 길이로 제조되므로, 수 km의 초전도 선재를 제조하기 위해서는 상기 초전도 선재들을 서로 접합시켜야 한다. 일반적인 초전도 선재 접합 기술에 의하면, 상기 초전도 선재들의 접합 부분에 큰 전기 저항이 발생될 수 있다.Superconducting material is a material having a property that the electrical resistance is zero below the critical temperature. A superconducting material thin film is deposited on an IBAD template having biaxial orientation and processed into a wire form to be used as a superconducting wire. Since general superconducting wires are manufactured to a length of several hundred m, the superconducting wires should be joined to each other in order to manufacture several km of superconducting wires. According to a general superconducting wire joining technique, a large electrical resistance may be generated at the junction of the superconducting wires.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초전도 선재들의 접합 효율을 향상시킨 초전도 선재 및 초전도 선재 접합 방법을 제공하는 것에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a superconducting wire and superconducting wire bonding method to improve the bonding efficiency of the superconducting wire.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초전도 선재들의 접합 부분에 전기 저항 을 최소화시킬 수 있는 초전도 선재 및 초전도 선재 접합 방법을 제공하는 것에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a superconducting wire and superconducting wire joining method that can minimize the electrical resistance to the junction portion of the superconducting wire.

본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재 제1 및 제2 초전도 선재들 및 상기 제1 및 제2 초전도 선재들 사이에 배치된 에피택시얼 성장층을 포함하되, 상기 에피택시얼 성장층은 초전도 물질을 포함한다.Superconducting wires according to an embodiment of the present invention includes a first and second superconducting wires and an epitaxial growth layer disposed between the first and second superconducting wires, the epitaxial growth layer is a superconducting material Include.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 에피택시얼 성장층은 희토류 물질들 중 적어도 어느 하나의 물질, 바륨, 구리 및 산화물을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the epitaxial growth layer may include at least one of rare earth materials, barium, copper and oxide.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 희토류 물질들 중 적어도 어느 하나의 물질은 이트늄을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least one of the rare earth materials may include yttrium.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들 각각은 금속 기판 및 상기 금속 기판 상의 초전도층을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each of the first and second superconducting wires may include a metal substrate and a superconducting layer on the metal substrate.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 에피택시얼 성장층은 상기 제1 및 제2 초전도 선재들의 초전도층들 사이에 개재되며, 상기 초전도층들과 접촉할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the epitaxial growth layer may be interposed between the superconducting layers of the first and second superconducting wires and may contact the superconducting layers.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들 각각은 상기 초전도층 상에 배치된 안정층을 더 포함하되, 상기 안정층은 상기 에피택시얼 성장층이 형성된 상기 금속 기판의 영역 이외의 영역에 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each of the first and second superconducting wires further includes a stable layer disposed on the superconducting layer, wherein the stable layer is an area of the metal substrate on which the epitaxial growth layer is formed. It may be disposed in other areas.

본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재 접합 방법은 제1 초전도 선재 상에 초전도 입자들을 개재하여 제2 초전도 선재를 위치시키는 것 및 상기 제1 및 제2 초 전도 선재들을 접합시키는 것을 포함하되, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들을 접합시키는 것은 상기 초전도 입자들을 열처리하여 에피택시얼 성장층을 형성하는 것을 포함한다.A superconducting wire bonding method according to an embodiment of the present invention includes placing a second superconducting wire via superconducting particles on a first superconducting wire and bonding the first and second superconducting wires to each other. Bonding the first and second superconducting wires includes heat treating the superconducting particles to form an epitaxial growth layer.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 초전도 입자들을 형성하는 것은 레이저 어블레이션(laser ablation) 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, forming the superconducting particles may include performing a laser ablation process.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 에피택시얼 성장층이 형성될 상기 제1 및 제2 초전도 선재들의 영역 이외의 영역에 안정층을 형성시키는 것을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method may further include forming a stable layer in a region other than the region of the first and second superconducting wires on which the epitaxial growth layer is to be formed.

본 발명은 에피택시얼 성장된 초전도 물질을 이용하여 초전도 선재들을 접합함으로써, 초전도 선재들의 접합 부분의 전기 저항을 최소화시킬 수 있다.The present invention can minimize the electrical resistance of the junction portion of the superconducting wires by bonding the superconducting wires using epitaxially grown superconducting material.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재 및 초전도 선재 접합 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the superconducting wire and the superconducting wire bonding method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

각각의 도면들에 있어서, 기판, 층 및 영역들의 두께는 본 발명의 기술적 특징을 명확히 나타내기 위해 과장된 것이다. 또한, "어느 대상물은 다른 대상물 상에 위치된다"라고 언급되는 경우에 상기 어느 대상물은 상기 다른 대상물의 표면에 접촉되어 배치되는 경우와 상기 다른 대상물과 이격되어 배치되는 경우를 모두 포함할 수 있다. 또한, 상기 어느 대상물이 상기 다른 대상물과 이격되어 배치되는 경우에는 상기 어느 대상물과 상기 다른 대상물 사이에는 또 다른 대상물이 더 배치될 수 있다. 그리고, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In each of the figures, the thicknesses of the substrates, layers and regions are exaggerated to clearly show the technical features of the present invention. In addition, when referring to "an object is located on another object", any of the objects may include both the case of being placed in contact with the surface of the other object and the case of being spaced apart from the other object. In addition, when any one object is disposed to be spaced apart from the other object, another object may be further disposed between the one object and the other object. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a superconducting wire according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재(100)는 접합 대상물들 및 이들을 접합시키는 에피택시얼 성장층(epitaxial growth layer, 140)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the superconducting wire 100 according to the embodiment of the present invention may include bonding objects and an epitaxial growth layer 140 for bonding them.

상기 접합 대상물들은 초전도 선재들을 포함할 수 있다. 상기 초전도 선재들은 임계온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 접합 대상물들은 제1 초전도 선재(110) 및 제2 초전도 선재(120)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)은 서로 동일한 구성들로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제1 초전도 선재(110)는 제1 금속 기판(112)을 포함하고, 상기 제2 초전도 선재(120)는 제2 금속 기판(122)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 금속 기판들(112, 122)은 테이프 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 금속 기판들(112, 122)은 몰리브덴(Mo), 크로뮴(크롬, Cr), 코발트(Co), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 및 이들의 합금(예컨대, 하스텔로이(hastelloy)) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 금속 기판들(112, 122) 상에는 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)이 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)은 REBCO를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)은 YBCO를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)은 각각 상기 제1 및 제2 금속 기판들(112, 122) 상에서 버퍼층(미도시)을 개재하여 배치될 수 있다. 상기 버퍼층은 STO(SrTiO₃)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124) 상에는 각각 제1 및 제2 안정층들(first and second stabilization layers:116, 126)이 더 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 안정층들(116, 126)은 각각 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)을 보호하기 위해 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 안정층들(116, 126)은 은 및 구리 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다.The joining objects may include superconducting wires. The superconducting wires may include a material having a property of causing electrical resistance to be zero below a critical temperature. As an example, the bonding objects may include a first superconducting wire 110 and a second superconducting wire 120. The first and second superconducting wires 110 and 120 may be formed of the same spheres. For example, the first superconducting wire 110 may include a first metal substrate 112, and the second superconducting wire 120 may include a second metal substrate 122. The first and second metal substrates 112 and 122 may have a tape shape. The first and second metal substrates 112 and 122 may include molybdenum (Mo), chromium (chromium, Cr), cobalt (Co), tungsten (W), nickel (Ni), and alloys thereof (eg, Hastelloy). (hastelloy)). First and second superconducting layers 114 and 124 may be disposed on the first and second metal substrates 112 and 122, respectively. The first and second superconducting layers 114 and 124 may include REBCO. The first and second superconducting layers 114 and 124 may include YBCO. In this case, the first and second superconducting layers 114 and 124 may be disposed on the first and second metal substrates 112 and 122 via a buffer layer (not shown), respectively. The buffer layer may include STO (SrTiO₃). In addition, first and second stabilization layers 116 and 126 may be further disposed on the first and second superconducting layers 114 and 124, respectively. The first and second stable layers 116 and 126 may be provided to protect the first and second superconducting layers 114 and 124, respectively. The first and second stable layers 116 and 126 may be formed of a material including at least one of silver and copper.

한편, 상기 제1 안정층(116)과 상기 에피택시얼 성장층(140)은 상기 제1 금속기판(112)의 서로 상이한 영역 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 안정층(126)과 상기 에피택시얼 성장층(140)은 상기 제2 금속기판(114)의 서로 상이한 영역 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 안정층들(116, 126)은 상기 에피택시얼 성장층(140)이 형성된 상기 제1 및 제2 금속 기판들(112, 114)의 영역 이외의 영역에 각각 배치될 수 있다.The first stable layer 116 and the epitaxial growth layer 140 may be disposed on different regions of the first metal substrate 112. In addition, the second stabilization layer 126 and the epitaxial growth layer 140 may be disposed on different regions of the second metal substrate 114. Accordingly, the first and second stabilization layers 116 and 126 may be formed in regions other than the regions of the first and second metal substrates 112 and 114 on which the epitaxial growth layer 140 is formed. Can be arranged.

상기 에피택시얼 성장층(140)은 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120) 사이에 개재될 수 있다. 상기 에피택시얼 성장층(140)은 대략 10 내지 40nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 에피택시얼 성장층(140)은 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)과 접촉되어 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 에피택시얼 성장 층(140)과 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)은 서로 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 더하여, 상기 에피택시얼 성장층(140)은 상기 제1 및 제2 초전도층들(114, 124)을 서로 접합시킬 수 있다. 상기 에피택시얼 성장층(140)은 초전물 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 에피택시얼 성장층(140)은 REBCO를 포함할 수 있다. 상기 에피택시얼 성장층(140)은 희토류 물질(Rear earth materials), 바륨, 구리 및 산화물을 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 상기 희토류 물질은 스칸듐(Sc), 이트늄(Y), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 어븀(Er), 툴륨(Tm), 이터븀(Yb) 및 루테튬(Lu) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 정의될 수 있다. 일 예로서, 상기 에피택시얼 성장층(140)은 이트늄(Y), 바륨(Ba), 구리(Cu) 및 산화물(O)을 포함하는 YBCO로 이루어질 수 있다. 상기와 같은 에피택시얼 성장층(140)은 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)을 전기 저항 없이 서로 접합시킬 수 있다.The epitaxial growth layer 140 may be interposed between the first and second superconducting wires 110 and 120. The epitaxial growth layer 140 may have a thickness of about 10 to 40 nm. The epitaxial growth layer 140 may be in contact with and coupled to the first and second superconducting layers 114 and 124. Accordingly, the epitaxial growth layer 140 and the first and second superconducting layers 114 and 124 may be directly electrically connected to each other. In addition, the epitaxial growth layer 140 may bond the first and second superconducting layers 114 and 124 to each other. The epitaxial growth layer 140 may include a pyroelectric material. As an example, the epitaxial growth layer 140 may include REBCO. The epitaxial growth layer 140 may be formed of a material including rare earth materials, barium, copper, and oxides. The rare earth materials include scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), To be defined as at least one material selected from gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu). Can be. As an example, the epitaxial growth layer 140 may be made of YBCO including yttrium (Y), barium (Ba), copper (Cu), and oxide (O). The epitaxial growth layer 140 as described above may bond the first and second superconducting wires 110 and 120 to each other without an electrical resistance.

계속해서, 본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재 접합 방법을 상세히 설명한다. 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재의 접합 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초전도 물질 형성 장치의 예를 보여주는 도면이다.Subsequently, the superconducting wire joining method according to the embodiment of the present invention will be described in detail. 2a to 2c are views for explaining the bonding process of the superconducting wire according to an embodiment of the present invention. 3 is a view showing an example of a superconducting material forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 3을 참조하면, 제1 초전도 선재(110) 상에 초전도 입자들(130)을 형성시킬 수 있다. 상기 초전도 입자들(130)은 엑시머 레이저를 이용한 레이저 어블레이션(laser ablation) 공정을 수행하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 초전도 물질 형성 장치(200)의 챔버(210) 내부에 제1 초전도 선재(110)를 위치시킬 수 있다. 상기 제1 초전도 선재(110)는 제1 초전도층(114)이 형성된 제1 금속기판(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 초전도층(114)은 REBCO를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 REBCO는 희토류 물질, 바륨(Ba), 구리(Cu) 및 산화물(O)을 포함할 수 있다. 상기 희토류 물질은 스칸듐(Sc), 이트늄(Y), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 어븀(Er), 툴륨(Tm), 이터븀(Yb) 및 루테튬(Lu) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 정의될 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 초전도층(114)은 이트늄(Y), 바륨(Ba), 구리(Cu) 및 산화물(O)을 포함하는 YBCO를 포함할 수 있다.2A and 3, superconducting particles 130 may be formed on the first superconducting wire 110. The superconducting particles 130 may be formed by performing a laser ablation process using an excimer laser. For example, the first superconducting wire 110 may be located in the chamber 210 of the superconducting material forming apparatus 200. The first superconducting wire 110 may include a first metal substrate 112 on which the first superconducting layer 114 is formed. The first superconducting layer 114 may be formed of a material including REBCO. For example, the REBCO may include a rare earth material, barium (Ba), copper (Cu), and oxide (O). The rare earth materials include scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), To be defined as at least one material selected from gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu). Can be. As an example, the first superconducting layer 114 may include YBCO including yttrium (Y), barium (Ba), copper (Cu), and oxide (O).

상기 제1 초전도층(114) 상에는 제1 안정층(116)이 더 배치될 수 있다. 상기 제1 안정층(116)은 은 및 구리 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 안정층(116)은 상기 초전도 입자들(130)이 형성될 상기 제1 금속기판(112) 영역 이외의 상기 제1 금속기판(112)의 영역 상에만 선택적으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 안정층(116)을 형성하는 것은 상기 제1 금속기판(112)의 전면에 상기 제1 안정층(116)을 형성시키는 것 및 상기 초전도 입자들(130)이 형성될 상기 제1 금속기판(112) 부분 상의 상기 제1 안정층(116)을 제거시키는 것을 포함할 수 있다. The first stable layer 116 may be further disposed on the first superconducting layer 114. The first stable layer 116 may be formed of a material including at least one of silver and copper. In this case, the first stable layer 116 may be selectively formed only on the region of the first metal substrate 112 other than the region of the first metal substrate 112 where the superconducting particles 130 are to be formed. . For example, forming the first stabilized layer 116 may include forming the first stabilized layer 116 on the front surface of the first metal substrate 112 and forming the superconducting particles 130. 1 may include removing the first stable layer 116 on the portion of the metal substrate 112.

상기 챔버(210) 내부 공간에 진공을 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 챔 버(210) 내 압력을 감압할 수 있다. 이때, 상기 챔버(210) 내부는 불활성 기체로 채워질 수 있다. 상기 불활성 기체는 아르곤 가스를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 챔버(210) 내부는 활성 기체로 채워질 수 있다. 상기 활성 기체는 산소 가스를 포함할 수 있다. 레이저(230)는 타겟(220)을 향해 레이저를 조사할 수 있다. 상기 레이저는 불화크립톤 엑시머 레이저를 포함할 수 있다. 상기 타겟(220)은 상기 제1 초전도 선재(110)에 초전도 입자들(130)을 형성하기 위한 소스 물질을 포함할 수 있다. 상기 소스 물질은 REBCO를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 상기 소스 물질은 상술한 희토류 물질들 중 적어도 어느 하나의 물질, 바륨(Ba), 구리(Cu) 및 산화물(O)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 소스 물질은 YBCO를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 소스 물질은 이트늄(Y), 바륨(Ba), 구리(Cu) 및 산화물(O)을 포함할 수 있다. 상기 타겟(220)에 조사된 레이저는 상기 소스 물질을 상기 타겟(220)으로부터 분리시킬 수 있다. 상기 타겟(220)으로부터 분리된 상기 소스 물질은 상기 제1 초전도층(114) 상에서 초전도 입자들을 이룰 수 있다. 이때, 상기 초전도 입자들(130)은 나노 결정 입자들(nano crystalline particles)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 초전도 입자들(130)은 대략 3 내지 10nm의 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 초전도 선재(110) 상에는 상기 초전도 입자들(130)이 뭉쳐 대략 100 내지 250nm의 직경을 갖는 초전도 입자 덩어리를 이룰 수도 있다.A vacuum may be formed in the interior space of the chamber 210. For example, the pressure in the chamber 210 may be reduced. In this case, the inside of the chamber 210 may be filled with an inert gas. The inert gas may include argon gas. In addition, the chamber 210 may be filled with an active gas. The active gas may comprise an oxygen gas. The laser 230 may irradiate the laser toward the target 220. The laser may comprise a krypton fluoride excimer laser. The target 220 may include a source material for forming the superconducting particles 130 in the first superconducting wire 110. The source material may be formed of a material including REBCO. The source material may include at least one of the above-described rare earth materials, barium (Ba), copper (Cu), and oxide (O). As an example, the source material may be formed of a material including YBCO. That is, the source material may include yttrium (Y), barium (Ba), copper (Cu), and oxide (O). The laser irradiated onto the target 220 may separate the source material from the target 220. The source material separated from the target 220 may form superconducting particles on the first superconducting layer 114. In this case, the superconducting particles 130 may include nano crystalline particles. For example, the superconducting particles 130 may have a diameter of about 3 to 10 nm. In addition, the superconducting particles 130 may be aggregated on the first superconducting wire 110 to form a superconducting particle mass having a diameter of about 100 to 250 nm.

도 2b를 참조하면, 상기 제1 초전도 선재(110) 상에 상기 초전도 입자들(130)을 개재하여 제2 초전도 선재(120)를 위치시킬 수 있다. 상기 제1 초전도 선재(110)는 제1 금속기판(112), 상기 제1 금속기판(112) 상의 제1 초전도층(114) 및 제1 안정층(116)을 포함할 수 있다. 상기 제2 초전도 선재(120)는 제2 금속기판(122), 상기 제2 금속기판(122) 상의 제2 초전도층(124) 및 제2 안정층(126)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 초전도층(114)과 상기 제2 초전도층(124)이 서로 마주보도록 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)을 위치시킬 수 있다.Referring to FIG. 2B, the second superconducting wire 120 may be positioned on the first superconducting wire 110 through the superconducting particles 130. The first superconducting wire 110 may include a first metal substrate 112, a first superconducting layer 114 and a first stable layer 116 on the first metal substrate 112. The second superconducting wire 120 may include a second metal substrate 122, a second superconducting layer 124, and a second stable layer 126 on the second metal substrate 122. In this case, the first and second superconducting wires 110 and 120 may be positioned such that the first superconducting layer 114 and the second superconducting layer 124 face each other.

도 2c를 참조하면, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)을 접합시킬 수 있다. 초전도 입자들(도2b의 130)에 에피택시얼 성장 공정을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 에피택시얼 성장 공정을 수행하는 것은 대략 10-4 내지 10-3 mTorr의 산소 분위기에서 상기 초전도 입자들(130)을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 상기 초전도 입자들(130)을 가열하는 온도는 대략 500℃ 내지 800℃의 온도일 수 있다. 상술한 공정을 통해, 상기 초전도 입자들(130)은 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120) 사이에서 에피택시얼 성장층(140)으로 형성될 수 있다. 상기 에피택시얼 성장층(140)이 형성되는 과정에서, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)은 상기 에피택시얼 성장층(140)에 의해 서로 접합될 수 있다. 이때, 상기 에피택시얼 성장층(140)은 초전도 물질로 이루어지므로, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)의 접합 부분의 전기 저항은 최소화될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)의 접합 부분의 전기 저항은 최소화될 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)을 접합시키는 것은 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)에 압력을 제공하는 것을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 초전도 입자들(130)을 향하는 방향으로, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120) 각각을 가압할 수 있다. 상기 제1 및 제2 초전도 선재들(110, 120)에 제공되는 압력은 대략 10Mpa 이하일 수 있다. Referring to FIG. 2C, the first and second superconducting wires 110 and 120 may be bonded to each other. An epitaxial growth process may be performed on the superconducting particles (130 in FIG. 2B). For example, performing the epitaxial growth process may include heating the superconducting particles 130 in an oxygen atmosphere of approximately 10 −4 to 10 −3 mTorr. The temperature for heating the superconducting particles 130 may be a temperature of about 500 ℃ to 800 ℃. Through the above-described process, the superconducting particles 130 may be formed as an epitaxial growth layer 140 between the first and second superconducting wires 110 and 120. In the process of forming the epitaxial growth layer 140, the first and second superconducting wires 110 and 120 may be bonded to each other by the epitaxial growth layer 140. In this case, since the epitaxial growth layer 140 is made of a superconducting material, the electrical resistance of the junction portions of the first and second superconducting wires 110 and 120 may be minimized. That is, the electrical resistance of the junction portions of the first and second superconducting wires 110 and 120 may be minimized. Meanwhile, bonding the first and second superconducting wires 110 and 120 may further include providing pressure to the first and second superconducting wires 110 and 120. For example, each of the first and second superconducting wires 110 and 120 may be pressed in the direction toward the superconducting particles 130. The pressure provided to the first and second superconducting wires 110 and 120 may be about 10 MPa or less.

상술한 바와 같이, 본 발명은 에피택시얼 공정을 수행하여 형성된 에피택시얼 성장층을 이용하여 초전도 선재들을 접합시킬 수 있다. 이때, 상기 에피택시얼 성장층은 초전도 물질을 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 초전도 선재들의 접합 부분의 전기 저항을 최소화시킬 수 있다.As described above, the present invention can bond the superconducting wires using an epitaxial growth layer formed by performing an epitaxial process. In this case, the epitaxial growth layer may have a superconducting material. Accordingly, the present invention can minimize the electrical resistance of the junction portion of the superconducting wires.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 또한, 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. It is also to be understood that the foregoing is illustrative and explanatory of preferred embodiments of the invention only, and that the invention may be used in various other combinations, modifications and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. In addition, the above-described embodiments are intended to illustrate the best state in carrying out the present invention, in other embodiments known in the art for using other inventions such as the present invention, and in specific applications and uses of the invention. Various changes required are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a superconducting wire according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 초전도 선재의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.2A to 2C are views for explaining a manufacturing process of a superconducting wire according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초전도 물질 형성 장치의 예를 보여주는 도면이다.3 is a view showing an example of a superconducting material forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*Description of the Related Art [0002]

100 : 초전도 선재100: superconducting wire

110 : 제1 초전도 선재110: first superconducting wire

112 : 제1 금속기판112: first metal substrate

114 : 제1 초전도층114: first superconducting layer

116 : 제1 안정층116: first stable layer

120 : 제2 초전도 선재120: second superconducting wire

122 : 제2 금속기판122: second metal substrate

124 : 제2 초전도층124: second superconducting layer

126 : 제2 안정층126: second stable layer

130 : 초전도 입자들130: superconducting particles

140 : 에피택시얼 성장층140: epitaxial growth layer

200 : 초전도 물질 형성 장치200: superconducting material forming device

210 : 챔버210: chamber

220 : 타겟220: target

230 : 레이저230: laser

Claims (8)

제1 및 제2 초전도 선재들; 및First and second superconducting wires; And 상기 제1 및 제2 초전도 선재들 사이에 배치된 에피택시얼 성장층을 포함하되,An epitaxial growth layer disposed between the first and second superconducting wires, 상기 에피택시얼 성장층은 초전도 물질을 포함하는 초전도 선재.The epitaxial growth layer is a superconducting wire including a superconducting material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에피택시얼 성장층은 희토류 물질들 중 적어도 어느 하나의 물질, 바륨, 구리 및 산화물을 포함하는 초전도 선재.The epitaxial growth layer includes at least one of rare earth materials, barium, copper, and oxide. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 희토류 물질들 중 적어도 어느 하나의 물질은 이트늄을 포함하는 초전도 선재.At least one of the rare earth materials comprises yttrium. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들 각각은Each of the first and second superconducting wires 금속 기판; 및Metal substrates; And 상기 금속 기판 상의 초전도층을 포함하는 초전도 선재.A superconducting wire rod comprising a superconducting layer on the metal substrate. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 에피택시얼 성장층은 상기 제1 및 제2 초전도 선재들의 초전도층들 사이에 개재되며, 상기 초전도층들과 접촉하는 초전도 선재.And the epitaxial growth layer is interposed between the superconducting layers of the first and second superconducting wires and in contact with the superconducting layers. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 및 제2 초전도 선재들 각각은Each of the first and second superconducting wires 상기 초전도층 상에 배치된 안정층을 더 포함하되,Further comprising a stable layer disposed on the superconducting layer, 상기 안정층은 상기 에피택시얼 성장층이 형성된 상기 금속 기판의 영역 이외의 영역에 배치된 초전도 선재.The stable layer is a superconducting wire rod disposed in a region other than the region of the metal substrate on which the epitaxial growth layer is formed. 제1 초전도 선재 상에 초전도 입자들을 개재하여 제2 초전도 선재를 위치시키는 것; 및Positioning a second superconducting wire on the first superconducting wire via the superconducting particles; And 상기 제1 및 제2 초전도 선재들을 접합시키는 것을 포함하되,Including bonding the first and second superconducting wires, 상기 제1 및 제2 초전도 선재들을 접합시키는 것은 상기 초전도 입자들을 열처리하여 에피택시얼 성장층을 형성하는 것을 포함하는 초전도선재 접합 방법.Bonding the first and second superconducting wires comprises heat treating the superconducting particles to form an epitaxial growth layer. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 에피택시얼 성장층이 형성될 상기 제1 및 제2 초전도 선재들의 영역 이외의 영역에 안정층을 형성시키는 것을 더 포함하는 초전도 선재 접합 방법.And forming a stable layer in a region other than the region of the first and second superconducting wires on which the epitaxial growth layer is to be formed.
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