초전도체의 활용

소개글

초전도체에 관한 개괄적인 내용과 활용에 대한것입니다.

목차

Ⅰ. 서 론
1. 초전도체의 정의
2. 초전도체의 역사
3. 초전도체의 이론
3.1 전기 저항과 임계 온도
3.2 임계 온도와 임계 자기장
3.3 3가지 임계값
3.4 자기장보존의 법칙
3.5 조셉슨 효과
3.6 마이스너 효과
3.7 초전도(Superconductivity)현상 (저항이 zero)가 되는 이유
3.8 BCS이론

Ⅱ. 본 론
1. 초전도체 응용형태에 따른 분류
1.1 선재 응용
1.2 박막 응용
2. 초전도체 응용분야에 따른 분류
2.1 기계분야
2.2 의료분야
2.3 전자분야
2.4 에너지 물리분야
2.5 전력분야
2.6 수송분야 (자기부상 열차)
2.6.1 자기부상 열차의 정의 및 원리
2.6.2 초전도 자기부상열차의 장ㆍ단점
3. 초전도체의 추세 (고온초전도체)
4. 고온초전도체의 특성
4.1 극히 짧은 결맞음 길이( Coherence Length)
4.2 낮은 전하밀도
4.3 층상구조
4.4 에너지 간격의 대칭성
5. 고온 초전도체의 기술적 응용
6. 고온초전도체의 기술적 문제들
Ⅲ. 결론

본문내용

초전도체(SuperConductor)의 정의

어떤 종류의 금속이나 합금을 절대영도(0 K:－273.16 ℃)가까이까지 냉각하였을 때, 전기저항이 갑자기 소멸하여 전류가 아무런 장애 없이 흐르는 현상. 초전기전도 초전도라고도 한다. 초전도가 일어나는 온도는 금속에 따라 다르다. 예를 들면 수은에서는 4.2 K인데, 주석 니오브의 어떤 종류의 합금에서는 18 K에서 초전도현상을 일으킨다. 그러나 외부에서 강한 자기장이 작용 하거나, 금속 내에 흐르고 있는 전류 자체에 의한 자기장이 어떤 한계를 넘으면 이 현상은 소멸되어 전기저항을 가진 보통 상태로 되돌아간다.
1991년 최초로 초전도체를 발견한 사람은 네덜란드의 물리학자 오네스(Onnes)였다. 그는 1908년 기체헬륨을 압축하여 절대온도 4도(4K, 즉 -269℃)의 액체헬륨을 만들어내는데 성공하였고, 이 액체헬륨을 이용하여 물질의 온도를 절대 0도에 가깝게 냉각시킬 수 있었다. 이 액체헬륨을 이용하여 물질의 온도를 절대온도 0도에 가깝게 냉각시킬 수 있었다. 그래서 수은을 저온으로 냉각시키면서 전기저항을 측정하던 중 액체헬륨의 기화온도인 4.2K 근처에서 수은의 저항이 급격히 사라지는 것을 발견하였다. 이렇게 저항이 사라지는 물질을 사람들은 초전도체라 부르게 되었다.
초전도 현상의 또다른 역사적 발견은 1933년 독일사람 마이스너(Meissner)와 오센펠트(Oschenfeld)에 의해 이루어졌다. 그들은 초전도체가 단순히 저항이 없어지는 것뿐만 아니라 초전도체 내부의 자기장을 밖으로 내보내는 현상(자기 반발 효과)이 있음을 알아냈다. 이러한 효과는 마이스너 효과(Meissner effect)라 불리우며 저항이 없어지는 특성과 더불어 초전도의 가장 근본적 특성으로 인식되어지고 있다.
초전도체 위에 자석을 두면 자석에서 발생되는 자기장이 초전도체에 도달하게 되어 초전도체 내부에 자기장이 침투하게 된다. 그러나 초전도체는 보통물질과 달리 자기장을 배척하는 성질이 있으므로 자석은 초전도체 위에 떠 있을 수밖에 없다. 하지만 이때 주위의 온도가 올라가면 시료는 초전도의 성질을 잃어버리게 되고 따라서 자석은 더 이상 떠있지 못하게 된다. 이와 같이 어떤 특정한 온도(이를 임계온도라고 부른다)이하에서 저항이 완전히 사라지고 내부에 자기장이 존재하지 못하는 상태를 초전도 상태라 한다.

참고 자료

이상혁, 현대산업 기술의 이해. 대한교과서,1992
http://www.scienceall.com/
순천향대학교 정보기술공학부 http://sls.sch.ac.kr/
차세대 초전도응용 개발단 http://www.cast.re.kr/
과학동아 http://www.dongascience.com/
한국철도기술연구원 http://www.krri.re.kr/
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