주요 저항 특성 분석(a) 온도에 따른 저항 변화 (PPMS 측정) 50μA@0T: 약 300K 이하에서 저항이 거의 0Ω에 가까움 (초전도 상태) 20μA@0T: 약 350K 부근에서 급격한 저항 증가 피크 (~2Ω) 20μA@10T: 10T 자기장 인가 시 저항 피크가 더 낮은 온도로 이동하고 높아짐 명확한 초전도 전이 현상 관찰 (b) 초전도 전이 상세 약 140K 이하: 거의 0Ω (초전도 상태) 140-180K: 급격한 저항 증가 (전이 영역) 초전도 임계온도 Tc ≈ 140-150K (c) 자기장 의존성 0T, 1T, 3T, 5T, 10T 순서로 측정 자기장이 강할수록: 전이온도가 낮아짐 저항이 증가하는 온도 범위가 넓어짐 초전도 상태가 억제됨 (d-g) V-I 특성 (Agilent 측정) 120K (d): 약 73μV에서 시작하여 선형적 증가 160K (e): 약 74μV에서 시작하여 선형 증가 200K (f): 약 63μV에서 시작 280K (g): 약 48μV에서 시작 온도가 높아질수록 초기 전압값이 감소하는 경향 (h) 자기장 계수 H(T) T/Tc = 0.9에서 H ≈ 10T T/Tc가 증가할수록 H값이 급격히 감소 267K@20μA에서의 특성점 표시 (i) 임계전류 온도 의존성 약 50-350K 범위에서 Ic 측정 100-200K 구간에서 약 55μA 부근 온도 증가에 따라 감소 경향 결론

이 소자는 고온 초전도체 특성을 보이며, Tc가 약 140-150K로 액체질소 온도(77K)보다 높아 실용적 응용 가능성이 있습니다. 자기장에 의해 초전도 특성이 억제되는 전형적인 제2종 초전도체 거동을 보입니다.





이 자화율(Magnetization) 데이터를 분석해드리겠습니다.

자화율 특성 분석(a) 온도에 따른 자화율 (ZFC/FC) ZFC (Zero Field Cooling): 검은색 곡선 저온에서 음의 자화율 (~-0.8 × 10⁻³ emu/g) 온도 증가 시 급격히 증가하여 약 50K에서 0에 가까워짐 반자성(diamagnetic) 특성 - 초전도 마이스너 효과 FC (Field Cooling): 빨간색 곡선 전 온도 구간에서 거의 0 부근 유지 ZFC와 다른 거동 → 비가역성(irreversibility) 존재 초전도체의 자속 피닝(flux pinning) 효과 시사 (b) 자기장에 따른 자화율 낮은 자기장(<150 Oe)에서 큰 노이즈와 변동 Tc 화살표: 초전도 임계온도에서의 전이 고자기장 영역에서 선형적 감소 (파란선) ZFC 측정 결과 (c) 다양한 온도에서의 M-H 곡선

온도별 특성:

10K, 50K: 강한 반자성 (-3 × 10⁻³ emu/g까지 하락) 100K, 150K: 중간 정도 반자성 200K 이상: 자화율이 거의 0에 가까움 390K: 상자성 또는 상온 특성

특징:

저온일수록 더 강한 반자성 → 초전도 효과 증가 모든 곡선이 약 2-4 kOe에서 포화 (d) 10K 히스테리시스 전형적인 제2종 초전도체 M-H 곡선 중심이 약간 비대칭 검은색(증가), 빨간색(감소) 곡선이 다른 경로 자속 피닝으로 인한 이력현상 최대 자화 약 3 × 10⁻³ emu/g (e) 250K 히스테리시스 10K보다 작은 이력 곡선 노란색/빨간색 데이터 여전히 자속 피닝 존재하나 약화됨 초전도 특성이 약해지는 온도 (f) 390K 히스테리시스 거의 이력현상 없음 매우 작은 자화율 (~0.5 × 10⁻³ emu/g) 상전도 상태 - 초전도 특성 소멸 선형적 M-H 관계 주요 결론

초전도 특성 확인 강한 반자성 (마이스너 효과) ZFC/FC 비가역성 Tc는 약 50-150K 범위로 추정 제2종 초전도체 자속 피닝에 의한 히스테리시스 온도와 자기장 의존적 거동 임계온도 약 200-250K 이상에서 초전도 특성 급격히 감소 이전 저항 데이터(Tc ~140-150K)와 일치 실용성 액체질소 온도(77K)에서 강한 초전도 특성 적당한 임계자기장 특성