[무기화학실험]A High-Temperature Superconductor YBa2Cu3O7-x

소개글

• YBa2Cu3O7-δ를 제조해 초전도체의 제작방법을 알고 이를 이용하여 원리와 활용방법을 파악하여 보는 실헙입니다.
고온 초전도체를 만들어 보는 실험입니다.
아래 A High-Temperature Superconductor YBa2Cu3O7-x.ppt 파일의 수정 및 내용 첨가된 자료입니다!

목차

■ 실험목적
■ 실험 이론과 원리
• 초전도현상과 초전도체
• 초전도체?
• 초전도성의 발견
• 고온초전도체의 역사
• 임계온도(Critical Temperature)
• 초전도체의 종류
• 전기저항이 없다(Loss of Electrical Resistance)
• 초전도 현상(BCS이론)
• 마이스너 효과 (Meissner Effect)
• 자기 부상
• 조셉슨 효과(Josephson Effect)
• Structure of the Superconductor YBa2Cu3O7
• Perovskite Structure(ABO3 structure)
■ 실험 기구 및 시약
■ 실험방법
■ 실험 결과
■ 주의사항
■ 초전도체의 응용
■ 참고문헌

본문내용

■ ■ ■ 실험목적
• YBa2Cu3O7-δ를 제조해 초전도체의 제작방법을 알고 이를 이용하여 원리와 활용방법을 파악
• 액체 질소안에서의 특성을 관찰
• 절대온도는 -273℃ 이고 액체질소는 -196℃ 여서 금속을 반중력 상태로 만듦
◦ ½Y2O3 + 2BaO2 + 3CuO → YBa2Cu3O7-δ
• 초전도체의 성질에 관련하여 응용 할 수 있는 분야가 무한하고 또한 그에 따른 효과가 엄청큼
• 자원의 낭비가 줄어들 수 있고 적은 양의 에너지로도 큰 효과를 볼 수 있다

■ 실험 이론과 원리
• 초전도현상과 초전도체
초전도현상(Superconductivity)이란 어떤 물질이 적절한 조건 하에서 물질의 전기저항(Electric Resistance)이 완전히 사라지는 특성과 자기장을 배척하는 완전반자성(Perfect Diamagnetism) 특성을 갖게 되는 현상을 말한다. 초전도란 지칭은 전기저항이 제로이기 때문에, 우리가 알고 있는 어떠한 물질보다도 전기전도성이 비교할 수 없을 정도로 뛰어나 `최고(Super)의` 전도체(Conductor)라는 의미로 붙여진 이름이다. 초전도체가 되기 위한 적절한 조건에는 온도(Temperature), 자기장(Magnetic field) 및 전류(Current) 등이 있다. 상온에서 초전도성을 나타내지 않는 물질이 적절한 조건 하에서 초전도체로 변하는 것을 정상상태(Normal State)에서 초전도상태(Superconducting State)로의 전이(Transition)라 하는데, 특히 열역학적인 초전도상태에서 초전도체가 외부자기장과 통전전류가 없는 상황에서 초전도성을 나타내는 최고의 온도를 임계전이온도(Critical Transition Temperature)라고 한다. 초전도물질은 종류에 따라 고유의 임계전이온도를 가지며, 보통의 저온초전도체들은 ～20K(-253℃, 여기서 K는 Kelvin의 약어이며 절대온도를 의미함) 이하이다. 일반적으로 초전도 현상이 일어날 수 있는 상황은 3가지 기본조건인 온도, 자기장의 세기 및 전류밀도에 따라 달라진다.

참고 자료

• 무기화학, James E. Huheey, 자유아카데미 제4판, 제7 장 고체상태, 「고온 초전도체 」, p314～317
• Inorganic Chemistry, 2nd Ed, CATHERINE E. HOUSECROFT, p817～819
• Inorganic Chemistry Pearson 3ed, Miessler, p228～231