This study focuses on how the partial substitution of copper by nickel nanoparticles affects the electrical and structural properties of the Bi2Ba2Ca2Cu2.9Ni0.1O10+δ, Bi2Ba2Ca2Cu2.8Ni0.2O10+δ and Bi2Ba2Ca2Cu2.6Ni0.4O10+δ compounds. Approximate values of crystallization size and crystallization percentage for the three compounds were calculated using the Scherer, modified Scherer, and Williamson-Hall methods. A great similarity was observed in the crystal size values from the Scherer method, 243.442 nm, and the Williamson-Hall method, 243.794 nm for the second sample. At the same time this sample exhibited the highest crystal size value for the three methods. In the examination of electrical properties, the sample with 0.1 partial substitution, Bi2Ba2Ca2Cu2.9Ni0.1O10+δ was determined to be the best with a critical temperature of 100 K and an energy gap of 6.57639 × 10-21 MeV. Using the SEM technique to analyze the structural morphology of the three phases, it was discovered that the size of the granular forms exceeds 25 nm. It was determined that the samples’ shapes alter when nickel concentration rises. The patterns that reveal the distribution of the crystal structure also exhibit clear homogeneity.

MgB2 bulk superconductors are synthesized by the solid state reaction of (MgB4+xMg) precursors withexcessive Mg compositions (x=1.0, 1.4, 2.0 and 2.4). The MgB4 precursors are synthesized using (Mg+B) powders. Thesecondary phases (MgB4 and MgO) present in the synthesized MgB4 are removed by HNO3 leaching. It is found thatthe formation reaction of MgB2 is accelerated when Mg excessive compositions are used. The magnetization curves ofMg1+xB2 samples show that the transition from the normal state to the superconducting state of the Mg excessive sam-ples with x=0.5 and x=0.7 are sharper than that of MgB2. The highest Jc-B curve at 5 K and 20 K is achieved forx=0.5. Further addition of Mg decreases the Jc owing to the formation of more pores in the MgB2 matrix and smallervolume fraction of MgB2.

Large single grain Gd1.5Ba2Cu3O7-y (Gd1.5) bulk superconductors were fabricated by a top-seeded melt growth (TSMG) process using an NdBa2Cu3O7-y seed. The seeded Gd1.5 powder compacts with a diameter of 50 mm were subjected to the heating cycles of a TSMG process. After the TSMG process, the diameter of the single grain Gd1.5 compact was reduced to 43 mm owing to the volume contraction during the heat treatment. The superconducting transition temperature (Tc) of the top surface of the single grain Gd1.5 sample was as high as 93.5 K. The critical current densities (Jcs) at 77 K and 1T and 1.5 T were in ranges of 25,200-43,900 A/cm2 and 10,000-23,000 A/cm2, respectively. The maximum attractive force at 77 K of the sample field-cooled using an Nd-B-Fe permanent magnet (surface magnetic field of 0. 527 T) was 108.3 N; the maximum repulsive force of the zero field-cooled sample was 262 N. The magnetic flux density of the sample field-cooled at 77 K was 0.311T, which is approximately 85% of the applied magnetic field of 0.375 T. Microstructure investigation showed that many Gd2BaCuO5 (Gd211) particles of a few μm in size, which are flux pinning sites of Gd123, were trapped within the GdBa2Cu3O7-y (Gd123) grain; unreacted Ba3Cu5O8 liquid and Gd211 particles were present near the edge regions of the single grain Gd1.5 bulk compact.

The effects of nano addition to superconducting properties of processed superconductors was examined. 0.1 wt.% and 1 wt.% nano powders were mixed with boron and magnesium powders by ball milling. The powder mixtures were made into pellets by uniaxial pressing. The pellets were heat-treated at in argon atmosphere for formation. It was found by powder X-ray diffraction that the raw powders were completely converted into after the heat treatment. The superconducting transition temperature () and critical current density (), estimated from susceptibility-temperature and curves, were decreased by nano addition. The and decrease by nano addition are attributed to the incorporation of iron and carbon with lattices (Fe substitution for Mg and C substitution for B) due to the high reactivity of the nano powder.

Specific heat of a crystal is the sum of electronic specific heat, which is the specific heat of conduction electrons, and lattice specific heat, which is the specific heat of the lattice. Since properties such as crystal structure and Debye temperature do not change even in the superconducting state, the lattice specific heat may remain unchanged between the normal and the superconducting state. The difference of specific heat between the normal and superconducting state may be caused only by the electronic specific heat difference between the normal and superconducting states. Critical temperature, at which transition occurs, becomes lower than Tc0 under the influence of a magnetic field. It is well known that specific heat also changes abruptly at this critical temperature, but magnetic field dependence of jump of specific heat has not yet been developed theoretically. In this paper, specific heat jump of superconducting crystals at low temperature is derived as an explicit function of applied magnetic field H by using the thermodynamic relations of A. C. Rose-Innes and E. H. Rhoderick. The derived specific heat jump is compared with experimental data for superconducting crystals of MgCNi3, LiTi2O4 and Nd0.5Ca0.5MnO3. Our specific heat jump function well explains the jump up or down phenomena of superconducting crystals.

Carbon was known to be one of effective additives which can improve the flux pinning of at high magnetic fields. In this study, glycerin was selected as a chemical carbon source for the improvement of critical current density of . In order to replace some of boron atoms by carbon atoms, the boron powder was heat-treated with liquid glycerin. The glycerin-treated boron powder was mixed with an appropriate amount of magnesium powder to composition and the powder pallets were heat treated at for 30 min in a flowing argon gas. It was found that the superconducting transition temperature of prepared using glycerin-treated boron powder was 36.6 K, which is slightly smaller than (37.1 K) of undoped . The critical current density of was higher than that of undoped and the improvement effect was more remarkable at higher magnetic fields. The , decrease and increase associated with the glycerin treatment for boron powder was explained in terms of the carbon substitution to boron site.

(001) SrTiO3(STO) 기판위에 고온초전도 YBa2Cu3O7-x(YBCO)박막을 이용한 계단형 모서리 임계접합을 제조하였다. STO (100) 단결정 기판위에 계단형 모서리(step-edge)를 제작하기 위한 이온밀링 마스크로 plasma enhanced chemical vapor deposition방법으로 증착된 diamond-like carbon (DLC) 박막을 사용하였고, oxygen reactive ion etch 방법으로 건식식각하였다. 이렇게 제작된 계단형 모서리 기판위에 c-축 수직한 YBCO 박막과 STO박막을 pulsed laser deposition방법으로 에피텍셜하게 증착하였다. 계단의 상층과 하층에서 모두 임계가 형성되었으며 이 접합의 임계온도는 77 K 이상이었고 16K에서 ICRnproducts가 7.5mV, 77 K에서 0.3mV의 값을 나타내었다. 이들 전류-전압 특성은 two noisy resistively shunted Josephson junction 모델을 잘 만족하였다.

은(Ag)의 첨가가 YBa2Cu3O7-δ (YBCO) 고온초전도체의 미세조직, 기계적 및 전기적 성질에 미치는 효과를 연구하였다. 소량의 Af(5, 10, 15 vol.%)는 각각 금속분말상태와 질산염인 AgNO3초전도체의 강도와 인성값이 Ag의 함량이 증가할수록 높게 나타났으며, 이는 Ag입자에 의해 야기되는 강화기루에 의한 것으로 생각된다. 또한 Ag를 질산염의 분말상태로 첨가하여 만든 YBCO-Ag 복합재료가 금속분말상태로 첨가하여 만들었을 때보다 강도 및 인성값이 더 우수한 것으로 나타났다. AgNO3를 첨가한 복합체가 상대적으로 더 우수한 기계적 성질을 가지는 것은 Ag 입자가 더 미세하고 균일하게 분포되었기 때문으로 판단된다. Ag 첨가로 인해 YBCO 복합초전도체의 전류밀도값은 미세하게 증가하는 것으로 관찰되었다.

초기 혼합분말을 다르게 사용함으로써 다른 반응경로를 따라 성장된 일방향 집합조직 YB a2BaCu O5(Y211)형상과 분포가 초기 혼합분말이 달라짐에 따라 상당히 다르게 형성되었다. 여러 반응경로 중에서 Y2 O3+Y123→ Y1.6Ba/ sub 2.2/ Oy와 ( Y2 O3BaCu O2)+Y123→ Y1.6B a2.3C u3.3 Oy반응에 의하여 용융공정된 경우 일방향 집합조직 Y 123 결정 성장이 잘 일어났으며, 특히 Y123의 포정반응 온도 이하의 낮은 온도에서도 결정성장이 일어났다. 또한 Y211입자 미세화가 다른 반응에 의한 용융공정보다 잘 일어났다. 이와같은 서로 다른 반응과정에 의하여 용융공정된 미세구조의 차이점들을 Y2 O3-BaO-CuO 3원계 상평형도를 이용하여 설명하였다.다.다.다.다.다.다.

은 튜브에 장입되기 전의 초기 분말의 입자 크기가 Ag/Bi-2223초전도 선재의 미세구조와 상전이, 임계 전류 밀도등에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 분말의 입자 크기는 하소 분말을 볼밀을 이용하여 0-48 시간 동안 분쇄하여 조절하였다. 열처리 후 최종 초전도 선재의 전기적 성질은 초기 분말의 입자 크기에 영향을 받는 것으로 나타났으며 분말의 분쇄에 의한 반응성의 증가에 의해 열처리시 2223 상으로의 상전이가 빠르게 일어났고 이차상의 크기와 분율이 감소된 미세구조를 얻을 수 있었다. 그러나 과다한 분쇄에 의한 반응성의 증가에 의해 열처리시 2223상으로의 상전이가 빠르게 일어났고 이차상의 크기와 분율이 감소된 미세구조를 얻을 수 있었다. 그러나 과다한 분쇄는 분말의 비정질화를 유발하여 2223 상으로의 전이를 방해함으로써 선재의 임계 전류 밀도를 감소시키는 결과를 나타내었다.

Bi-Sr-Ca-Cu-O 계에서 상형성에 관해 연구하였다. 임계온도가 80K인 초전도체는 Bi-Sr-Ca-Cu의 몰비율이 2:2:1:2의 성분으로부터 solid state synthesis의 방법으로 합성하였다. 이때 이상에 대한 x-ray diffraction pattern은 모두 색인하였다. 2:2:1를 기본으로한 solid solution의 형성을 Bi2Sr2-xCa1+yCu2O8+δ으로 단일상(single phase)을 형성하고 있으며, 이때 x와 y의 범위는 0<x<0.3 그리고 0<y<0.3이다. 높은 임계온도의 초전도체상(2223)은 BiSrCaCu2Ox의 조성식으로부터 거의 순수한 상을 합성하였다. 이 상에 대한 합성조건은 특별히 구조상의 긴영역의 확산과 아울러 매우 좁은 온도영역의 안정성 때문에 매우 까다롭다. 이 실험의 결과 105K초전도체상은 오직 Cu의 양이 많은 조성으로부터만 형성되었고, 105K로 전이시 긴 저항꼬리가 있는 점으로 보아 grain boundaries 에서의 불순물로 추정된다.

융체방사법으로 제작한 YB a2C u3A g15과 YbB a2C u3A gx(x=5, 16 and 53) 예비 합금 리본(precursor alloy ribbon)을 263~322˚C에서 산화시키고, 산소 1기압 온도 872~890˚C에서 열처리하였다. 또한 약 10개의 리본을 층으로 쌓아 프레스로 압축.접착시켜 다층 시편(multilayered specimen)을 제작하였다. 이 다충 시편도 위의 리본과 같은 조건에서 열처리하였다. YB a2C u3 O7-δ 혹은 YbB a2C u3 O7-δ상이 모든 리본과 모든 다층 시편에서 형성되었다. 이 1-2-3상들은 모든 리본에서 집합조직(texture)을 나타내지 않았으나, 다층 시편들에서는 약간의 집합조직을 나타내었다. 모든 리본은 0 자장 77K에서 임계 전류 밀도 JC가 0을 나타내었다. 다층 시편 중에서 YB a2C u3A g15과 YbB a2C u3A g16시편이 각각 260, 180A/cm2의 임계 전류 밀도를 나타내었다. 여러 리본들 중에서 YB a2C u3A g15 과 YbB a2C u3A g16 리본이, 프레스 변형으로 집합조직을 가지게 함으로써 향상된 JC를 가진 초전도 산화물을 만들 수 있는 적절한 조성을 가지고 있다. 다층 YB a2C u3A g15 시편의 개시 임계 온도 ( Ton )는 92K 이었으며, 다층 YbB a2C u3A gx(x=5, 16 and 53)의 Ton 은 88~90K이었다.