자기광학 이미지와 유한요소법을 통한 striation된 YBCO 고온초전도 박막에 대한 연구

Abstract

높은 임계온도와 임계전류의 특성을 가진 2세대 고온초전도 선재(Coated Conductor, C.C)의 응용을 제한하는 가장 주요한 원인은 큰 교류손실($Q_{ac}$)이다. 교류손실을 줄이기 위해 얇은 박막형태인 YBCO선재(IBAD-YBCO from IGC Superpower)를 laser ablation (laser striation)를 통하여 여러 개(n=2, 5, 10)의 좁은 필라멘트(Multi-filament) 형태로 제작하였다. 그러나 실제 기기에 쓰일 때에는 이렇게 분리된 필라멘트들이 양 끝의 전류단자에 의해 재결합 되어 striation에 의한 교류손실의 감소효과에 영향을 준다. trap된 자기 플럭스 분포를 구하여, 전류단자의 존재가 교류손실에 미치는 영향을 조사하기 위하여 유한요소법(Finite Element Method, FEM)과 자기광학 이미지(Magneto-optical Image, MOI)를 이용하였다. MO 실험은 시간에 따라 변하는 외부 자기장($B_0$=0.1[T]) 하에서 측정되었고, MO 실험과 같은 조건에 해당하는 시뮬레이션은 상용화된 소프트웨어인 Comsol Multiphysics 3.5a를 이용하여 수행하였다. MO 데이터는 전류단자가 있을 때 striation이 교류손실을 줄이는데 거의 영향이 없다는 결과를 보였다. FEM을 이용한 계산으로부터 역시 같은 결과를 얻었다.