게시 및 게시 날짜 : 2006/08/24

빛을 사용하여 고성능 바카라 커뮤니티을 제조하는 기술 확립

-world 최저 가격으로 제공되는 최고의 초전도 바카라 커뮤니티-

포인트

  • 진공 환경이 필요한 프로세스를 사용하여 만든 초전도의 바카라 커뮤니티은 고성능이지만 비용이 많이 든다는 반면 대기에서 용액을 사용하여 만든 초전도는 저렴하지만 성능이 낮다는 "상식"의 결과
  • 초전도 바카라 커뮤니티의 중요한 성능 지표 인 임계 전류 밀도는 세계 최고 품질의 6 백만 A/CM2| 진공 과정에 의해 제조 된 초전도 바카라 커뮤니티보다 동일하거나 더 나은 성능을 달성합니다
  • 진공 과정과 비교할 때 필름 형성 비용은 1/10 미만으로 감소되며 초전도가 아닌 바카라 커뮤니티뿐만 아니라 대형 영역 기능 바카라 커뮤니티의 고속 제조에 적용될 수 있습니다

요약

바카라 커뮤니티 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST")고급 제조 프로세스 연구 부서[부서 책임자, Mitome Hideto] Soma Mitsuru, 최고 연구원이자 Tsuchiya Tetsuo, 최고 연구원 인 Tsuchiya Tetsuo는 솔루션 프로세스와 Nippon Steel Co, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd Works ") [Nagata Masahisa 사장 겸 CEO] 연구 및 개발 본부 [Iwatate Tadao (CEO)] Koyanagi Kunihiko 및 최고 연구원 인 Ebisawa Takashi의 최고 연구원은 고 저렴한 고속도의 제조 기술을 설립했습니다

금속 산화물 바카라 커뮤니티은 종종 태양 전지, 디스플레이, 센서, 커패시터 및 기타 제품과 같은 장치에서 사용됩니다 이 기능성 바카라 커뮤니티은 주로 고비용 진공 환경이 필요한 공정으로 제조됩니다 반면에, 진공이 필요없는 솔루션 프로세스는 대기 중에 제조 될 수 있으므로 비용을 줄일 수 있지만이 과정에서 생성 된 바카라 커뮤니티은 충분한 성능을 제공하지 못했습니다

이것은 AIST가 개발 한 솔루션 프로세스 중 하나입니다코팅 열분해 방법산화 슈퍼 전도체(YBA2CU3O7: ybco) 일본 스틸 워크의 제품 제조 기술엑시머 레이저 어닐링기술을 결합함으로써 우리는 속성을 개선하고 제조 공정의 효율성을 향상시키는 데 성공했습니다 (그림 1)

이 새로운 프로세스는 필름 증착 속도를 기존 솔루션 프로세스보다 약 5 배 빠르게 만들고 초전도 바카라 커뮤니티을위한 중요한 성능 지표입니다임계 전류 밀도세계 최고 품질 6 백만 A/CM2위의 상승 (그림 2)epitaxial바카라 커뮤니티을 성공적으로 제작했습니다 이 값은 진공 공정에 의해 생성 된 초전도 바카라 커뮤니티의 성능에 해당하는 성능을 갖는다 이 방법은 기판을 움직이는 동안 마스크 (도 3)와 연속 필름 형성을 사용하여 동시 패터닝에 의해 바카라 커뮤니티과 긴 테이프의 저비용 대량 생산에 기여하며, 진공 과정보다 1/10 이상으로 필름 형성 비용을 줄일 수 있습니다 이 결과는 전력 운송의 손실을 낮추고 안전 및 보안에 기여하는 전력 시스템을 안정화하고 모바일 통신의 품질과 민감도를 향상시키는 데 크게 기여할 것으로 예상되지만 모든 기능성 바카라 커뮤니티의 고속 제조에도 적용될 수 있습니다

솔루션 프로세스와 레이저 조사를 결합한 고속 필름 증착 공정의 그림

그림 1 : 고속 필름 형성 프로세스 솔루션 프로세스와 레이저 조사
  레이저 조사로 인한 성능 개선의 그림

그림 2 : 레이저 조사를 통한 성능 향상
 

그림 3 : YBCO 초전도 바카라 커뮤니티
패턴 화 된 검은 부분 만 초전도성을 나타냅니다

YBCO 초전도 바카라 커뮤니티 사진


연구 배경과 역사

에너지 절약, 안전 및 보안에 기여하는 태양 전지, 디스플레이, 센서, 커패시터 등은 투명도, 자기, 유전체, 초전도 및 광학 기능을 나타내는 금속 산화물을 사용합니다 이러한 금속 산화물로 만든 기능 재료의 장치 구성에서 일반적으로이를 더 얇게 만들어야하지만,이를 추가로 만들어서 높은 특성을 달성 할 수 있으며 고효율과 혁신적인 장치가 만들어 질 것으로 예상됩니다

지금까지, 고품질 에피 택셜 바카라 커뮤니티의 생산은 진공 환경이 필요한 증기 위상 방법을 사용하여 수행되었지만,이 방법에는 높은 진공이 필요하므로 비용이 많이 들고 특히 넓은 면적 또는 길이가 필요한 응용 분야에 적합하지 않습니다 반면, 진공이 필요하지 않은 솔루션 프로세스는 저렴한 비용이며 넓은 영역과 복잡한 모양을 다루기가 상대적으로 쉽지만이 방법을 사용하여 제작 된 에피 택셜 바카라 커뮤니티은 충분한 성능을 달성하지 못했습니다 다시 말해, 진공 공정에 의해 생성 된 바카라 커뮤니티은 고성능이지만 비용이 많이 들지만 대기의 솔루션 프로세스에 의해 생성 된 바카라 커뮤니티은 저렴한 비용이지만 성능이 낮다는 것은 일반적인 지식이었습니다

연구 컨텐츠

현재까지 AIST는 불소가 포함되지 않은 용액을 사용하여 열분해를 코팅하는 기술을 개발했습니다 이번에는이 기술을 사용하여 YBCO 바카라 커뮤니티의 제조를 Nippon SteelWorks (그림 4)에서 엑시머 레이저 어닐링 기술 (그림 4)과 결합함으로써 대기에서의 솔루션 공정을 사용하여 고성능 초전도 바카라 커뮤니티을 제조하는 프로세스를 개발하여 상기 언급 된 공통 감각을 뒤집습니다 즉,이 새로운 공정 (그림 1)은 YBCO 초전도체 (약 100 nm 두께)가 산화 세리파이드 (CEO2) 필름이 중간 층을 갖는 산화 알루미늄 단결정 기판에 퇴적되었을 때, 임계 전류 밀도는 초전도이 필름의 성능의 중요한 지표이며, 이전 수준의 약 3 배, 최대 6 백만 A/cm2위에서 표시 할 수 없습니다 (액체 질소 온도)유도 전류 방법를 사용한 측정에서 공개되었습니다 (그림 2) 이 값은 진공 공정에 의해 생성 된 초전도 바카라 커뮤니티의 것보다 큰 세계 최고 품질의 초전도 특성입니다

이러한 방식으로 얻은 저렴한 초전도 바카라 커뮤니티은 저 손실 전원 운송을위한 테이프 와이어를 안정화시키는 데 사용되며, 이로 인해 에너지 절약 및 안전 및 보안에 기여하는 전력 시스템현재 리미터, 모바일 통신의 품질과 민감도를 향상시키기위한 마이크로파 장치의 확산 등에 상당한 기여를 할 것으로 예상됩니다

이 성취의 이유는 열 에너지만을 사용하여 이전에 수행 된 열분해와 비교하여 코팅 후 레이저 조사 공정이 적용되어 코팅 필름에서 특정 화학 결합을 효율적으로 절단하고, 다수의 금속 요소를 함유하는 성분은 분자 수준에서 균일하게 분산되기 때문이다중간때문이라고 생각됩니다 얻어졌다 (도 5) 따라서, 이들 금속 성분으로부터 초전도 바카라 커뮤니티이 합성 될 때의 열처리 시간이 단축 될 수 있으며, 동시에 열처리 공정이 감소 될 것으로 예상 될 수있다 또한,이 고품질 중간체의 형성은 부분 구성 편차를 방지하고 불순물의 생성을 방지하여 특성이 크게 개선됩니다

이 공정을 사용한 필름 형성 속도는 기존 코팅 열분해 방법의 약 5 배이며, 거울을 사용하여 레이저 조사 영역을 확대하고 필름을 대규모 지역, 긴 기판에 지속적으로 퇴적하면서 기판을 지속적으로 움직일 수도 있습니다 또한 복잡한 리소그래피 과정을 사용하지 않고 필름 형성이 필름 형성과 동시에 수행 될 수 있음이 밝혀졌다 (도 3) 앞으로 제조 비용은 현재 진공 공정의 1/10 미만으로 줄일 수 있습니다 이 과정은 초전도의 바카라 커뮤니티에 국한되지 않지만, 대규모 기능성 바카라 커뮤니티의 저렴한 고속 제조에 적용되는 것으로 간주됩니다

엑시머 레이저 어닐링 장치의 외부보기

그림 4 엑시머 레이저 어닐링 장치 모양


레이저 조사 효과의 간단한 다이어그램

그림 5 레이저 조사 효과의 회로도 조사는 복수의 금속 요소를 함유하는 성분이 균일하게 분산되는 중간체를 제공하는 것으로 여겨진다

미래 계획

Nippon Steel Works는 초전도 바카라 커뮤니티의 영역과 대량 생산을 늘리고 사용자에게 샘플을 테스트하는 기술을 개발할 계획입니다 특히, 동시 패터닝을 통해 모바일 통신 기지 스테이션을위한 전력 시스템을 안정화시키는 데 기여하는 전류 제한체와 같은 전류 제한체와 같은 애플리케이션이 염두에두고 있습니다 또한 "재료 및 메카트로닉스 (Mechatronics)"를 옹호하는이 회사는 바카라 커뮤니티 부재의 제조뿐만 아니라 엑시머 레이저 어닐링 기술을 사용하는 바카라 커뮤니티 제조 장비 시장을 통해 시장 개발을 고려하고 있습니다


터미널 설명

◆ 코팅 열분해 방법
금속 유기산 염 등이 유기 용매에 용해되는 방법,이 용액은 기판에 적용된 다음 가열되어 유기 성분을 태우고 제거하고 필름을 형성하여 "코트와 빵" 초전도체를 형성 할 때, 구성 요소 (YTTRIUM (Y), 바륨 (BA), 구리 (CU))를 함유하는 금속 유기산 염이 사용된다 기체 위상 공정과 비교할 때 비용이 훨씬 저렴하고 해당 지역을 쉽게 늘릴 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 산화 슈퍼 전도체
초전도 재료는 온도가 특정 온도 아래로 떨어질 때 전기 저항이없는 재료입니다 초전도체에는 액체 헬륨 (-269 ° C)으로 냉각 될 때 초전도가되는 금속 기반 초전도체와 액체 질소 (-196 ℃)로 냉각 할 때 초전도성이되는 산화 초전도 제가 포함됩니다 산화물 초전도체에는 yttrium (yba2CU3O7), Bismuth (bi2SR2CA2CU3Oy), Thallium 기반 (TL2BA2CA2CU3Oy)와 같은 다양한 유형의 물질이 있지만이 연구에서는 Yttrium (YBA2CU3O7)가 사용되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 엑시머 레이저 어닐링
강한 레이저 조명으로 조사하면 열처리없이 재료의 표면 만 변형 될 수 있습니다 엑시머 레이저 어닐링 장치를 사용하여, 유리 기판 상에 제조 된 비정질 (비 크리스탈) 실리콘 필름은 폴리 (폴리 크라이스트탈 린) 실리콘으로 변형된다 폴리 실리콘을 수정함으로써 우수한 성능으로 TFT (바카라 커뮤니티 트랜지스터)를 형성 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 중요한 전류 밀도
저항이없는 단위 단면 영역 당 초전도체로 비행 할 수있는 최대 전류 값 이 값이 높을수록 전류가 제로 저항으로 전달 될 수 있으며, 이는 초전도 필름의 가장 중요한 특성입니다 산화 초전도체 (YBA2CU3O7), 액체 질소 온도에서 백만 A/cm22000 년부터 2004 년까지 수행 된 "경제, 무역 산업의 초전도 알파 연구부"에는 높은 특성에 대한 지침이며, 1 백만 A/cm도 포함되어 있습니다2임계 전류 밀도 목표로 설정되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ epitaxial
기판 표면의 결정 원자 배열에 따라 정렬 된 결정 방향을 갖는 단일 결정 바카라 커뮤니티의 상태 yttrium 유형 (YBA2CU3O7) 산화물 초전도 필름에서 높은 임계 전류 밀도를 달성하려면2CU3O7에피 팍스 자란이 필요합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 유도 전류 방법
초전도 필름의 임계 전류 밀도 JC는 작은 코일이 필름 바로 위에 배치되어 교류 자기장을 적용하여 그것에 의해 유도 된 전압의 세 번째 고조파 성분을 측정합니다 세 번째 고조파 유도 전압 V3코일 전류 I0에 대한 음모, 코일 전류와의 임계 값은 ithV보다 크거나 같은 경우3급격히 증가하지만 나는this JC| 그리고 필름 두께, IthjC| 발견됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Current Limiter
과도한 전류가 흐르면 초전도 필름이 즉시 "초전도 (Super) 상태에서 정상 전도도로 (정상16250_16470[참조로 돌아 가기]
◆ 중간
여기서, 상태는 각 성분이 반응하거나 결정화되기 전에 시작 재료와 금속 산화물 사이에 있습니다 선구자와 동의어[참조로 돌아 가기]

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