ETRI, 초전도소자 제작 박막성장법 개발

초전도 조셉슨소자 및 논리소자 등을 만드는 데 활용될 수 있는 세계 최고수 준의 고온초전도 박막성장법이 한국전자통신연구소에서 개발됐다.

25일 한국전자통신연구소(ETRI) 기초기술연구부 초전도연구팀은 초전도체 박 막을 성장시킬 때 발생하는 내부응력(스트레스)을 최소화함으로써 특성이 매우 뛰어난 초전도소자를 만들 수 있는 성장법을 새롭게 개발했다고 밝혔다.

초전도연구팀이 3년간의 연구 끝에 개발한 새로운 성장법은 엑시머 레이저를 에너지 공급원으로 사용하여 증착속도를 매우 느리게 유지하면서 증착온도를2단계로 조절해 고온초전도 박막 내부에 생성되는 응력변형을 최소화시키는 방법이다. 이 성장법을 사용해 제작된 고온초전도 박막은 양자간섭효과와 미세결함 조절능력이 뛰어나 초전도소자 설계 및 제작상의 많은 문제점을 극복할 수 있으며 향후 고온초전도소자의 활용 가능성을 한층 높일 수 있게 됐다.

초전도연구팀은 이 성장법을 이용해 제작한 이트륨-바륨-구리산화물계(YBCO 계) 단결정 고온초전도 박막이 미스탠퍼드대와 일NTT연구소 초전도연구팀의 결과보다 특성이 뛰어난 것으로 나타나 세계 최고 수준의 단결정급 고온초전 도박막으로 평가된다고 밝혔다.

한편 고온초전도 박막은 성장방향에 따라 C축 박막과 A축 박막으로 구분되는데 C축 박막은 만들기 쉽고 도전성과 전파특성이 우수해 초전도 마이크로파 통신부품과 초전도 자기공명 영상기기 등에 활용되고 있으나, A축 박막은 양자간섭특성이 우수하고 미세결함 조절능력이 뛰어나지만 응력변형에 따른 특성변화가 커서 만들기가 어려웠었다. <대전=최상국 기자>