입자성 Y₁Ba₂Cu₃O 7-y 고온 초전도체에서 교류 자화율의 열 이력 의존성에 대한 연구

Abstract

고온 초전도체 YBa_(2)Cu_(3)O_(7-y) 소결체에서 교류 자화율의 열 이력(thermal history) 의존성이 초전도체의 비가역적인 물리적 특성과 어떤 연관을 가지고 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여, 일반적인 고상 반응법으로 제조한 입자 크기가 3-5 ㎛인 YBa_(2)Cu_(3)O_(7-y) 소결체와, Ar 분위기에서 제조한 입자 크기가 12-14 ㎛인 YBa_(2)Cu_(3)O_(7-y) 소결체의 교류 자화율을 교류, 직류 자기장, 온도를 달리하면서 영-장-냉각(zero-field-cooled) 경우 및 장-냉각(field-cooled) 경우에 대한 교류 자화율을 측정하였다. YBa_(2)Cu_(3)O_(7-y) 소결체에 대해 열 이력을 달리하면 일정 직류 자기장 영역에서 교류 자기장 값에 의존하는 교류 자화율의 비가역적 결과가 관측되었다. 또 일정 교류 자기장 값에서 직류 자기장 값에 의존하는 비가역적 결과를 얻었다. 그러나 약 결합(weak link) 부피가 감소된 시료 B의 경우 시료 A에 비해 비가역성이 시작되는 H^(*)_(DC) 값은 낮아지고 직류 자기장의 변화에 따른 δχ'(｜χ'_(ZFC)｜-｜χ'_(FC)｜)의 값 또한 감소되었다. 이러한 실험 결과를 통해 비가역성이 약 결합(=죠셉슨 접합(Josephson junction))에 의존한다는 사실을 얻었다. 이것은 약 결합이 거의 제거된 시료 A와 시료 B의 분말 시편의 열 이력에 따른 교류 자화율 결과를 통해 확인되었다. 실험 결과는 임계 상태 모형(critical state model) 및 초전도체의 글래시 행동(glassy behavior)으로서 설명하고자 하였다. ; A study on the relationship between the irreversible property and the dependence of AC susceptibility upon thermal history in the high temperature Y_(1)Ba_(2)Cu_(3)O_(7-y) superconductor bulk has been made. Two classes of superconductor bulk samples of different grain size were obtained by subjecting pellets prepared by conventional solid state reaction method into different gas atmospheres during the sintering process. The irreversibility of AC susceptibility dependence on the magnitude of applied AC, DC field(strengths) and temperature was then examined. A crossover of the irreversibility behavior occured with increasing AC field from 0.01 Oe to 10 Oe. An irreversibility dependence on applied DC field at a fixed AC field was observed. Irreversibility behavior was also found to decrease with decreasing weak Link volume in superconducting samples. A close relationship between the irrversibility and weak link volume can be assumed from the experimental results. Experimental data on superconducting powder confirms this assumption. In conclusion, the irreversibility of AC susceptibility upon thermal history is due to local flux distribution in the weak link volume. The experimental results can be explained us the critical state model and superconducting glass model.