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금속 무기 화합물을 초기 원료로 이용하여 분무 열분해 화학 기상 증착법을 사용한 박막형 초전도체 제조방법에 있어서,수용성을 가지는 금속 무기 화합물을 증류수에 녹여 전구체 용액을 제조하는 단계(S10)와;상기 전구체 용액을 수 ~ 수십 ㎛ 크기의 액적 상태로 만들어 원료저장부(11)에 저장하는 단계(S20)와;상기 원료저장부(11)에 저장된 수 ~ 수십 ㎛ 크기의 액적을 펌프(11a)를 통해 메인배관(11b)으로 이송시킴과 동시에 밸브(13) 작동에 의해 공급되는 운반 및 반응 가스와 함께 노즐(12)에 공급되는 단계(S30)와;상기 노즐(12)에서 분무되는 수 ~ 수십 ㎛ 크기의 액적을 보조열원부(14)로 가열하여 증류수는 증발시키고, 미세한 크기의 금속 무기 화합물 알갱이를 만드는 단계(S40)와;상기 미세한 크기의 금속 무기 화합물 알갱이가 반응 가스와 반응하도록 테이블(15)에 형성되는 히터부(15a)의 온도를 높여 산화물로 형성시키는 단계(S50)와;상기 테이블(15)에 투입되는 단결정 기판(20) 위에 상기 반응 가스와 반응되는 금속 무기 화합물 알갱이가 테이블(15)에 구비되는 “∧”형상의 스텐레스 판재(30,30a)의 꼭지점을 기준으로 양측으로 균일하게 성막되어 단결정 기판(20) 상부에 집합조직을 가지는 산화물 피박재(Template)를 형성시키고, 다시 그 위에 산화물 완충층을 성막하여 제조한 단결정 기판(20)을 충분히 가열하여 산화물 박막을 형성시키는 단계(S60)와;상기 산화물 박막을 산소 열처리를 통해 초전도 특성을 가지는 박막형 초전도체로 완성시키는 단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 “∧”형상의 스텐레스 판재(30)는 양측에 홈(31)이 형성되어 테이블(15)의 넓이 방향으로 구비되어 단결정 기판(20)이 상기 홈(31)으로 투입되거나, 상기 “∧”형상의 스텐레스 판재(30a)는 테이블(15)의 길이 방향으로 구비되어 단결정 기판(20)이 스텐레스 판재(30a)의 좌우측으로 투입되는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 금속 무기 화합물은 수용성을 지닌 nitrate, chloride, sulfate 계열을 사용하여 증류수, 순수, 초순수에 용해시키는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 금속 무기 화합물로 원료로 하여 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의해 제조된 REBa2Cu3O7-x(RE=Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 등 희토류 원소 또는 이들의 조합)박막의 양이온 조성이 RE:Ba:Cu=1:2:3의 비율을 이루는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 금속 무기 화합물을 증류수에 녹인 전구체 용액의 농도가 0
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제 1항에 있어서,상기 전구체 용액을 수 ~ 수십 ㎛ 크기의 액적 상태로 만들기 위하여, 수 천 Hz 이상의 주파수를 가지는 진동자를 사용하여 미세한 액적 상태의 안개를 형성한 다음 일정하게 흐르는 운반 가스를 통해 기판 쪽으로 이송시키는 방법과, 미세 유량 펌프를 사용하여 0
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제 1항에 있어서,상기 운반 가스로는 불활성 가스인 Ar, N2 가스와, 반응 가스로는 O2, NO2 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 집합조직을 가지는 금속이나 단결정 기판(20)은, 압연 열처리된 Ni, Ni계 합금(Ni-W, Ni-Cr, Ni-Cr-W 등), Ag 또는 Ag 합금, Ni-Ag 복합체 등의 입방정 금속이나 이들의 합금으로 금속 표면에 초전도 층과의 반응을 방지하고, 2축 배향된 집합조직의 결정성을 전달하는 역할을 하는 세라믹 중간층이 도포된 기판이나, MgO, LaAlO3 또는 SrTiO3 등과 같은 단결정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 분무 열분해 화학 기상 증착시 작업 압력은 진동자를 이용하는 경우에는 500 ~ 760 Torr로, 미세 분말 노즐을 사용하는 경우에는 1 ~ 760 Torr 이하에서 사용하는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 박막 증착 후 초전도 특성을 얻기 위해 분위기 로에서 산소 가스를 500 ~ 3000 scm 사용하여 500℃에서 1 ~ 15 시간 유지하는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조방법
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금속 무기 화합물을 원료로 하는 박막형 초전도체 제조장치(10)에 있어서,수용성 금속 무기 화합물을 증류수에 녹여 제조한 원료 용액을 미세한 액적 상태로 저장하는 원료저장부(11)와;상기 원료저장부(11) 일측에 구비되는 펌프(11a)에 의해 액적 상태의 원료 용액이 메인배관(11b)을 타고 이송되어져 하부의 기판(20)에 분무시키는 노즐(12)과;상기 메인배관(11b) 일측에 보조배관(13a)으로 연결되어 운반가스 또는 운반가스와 반응가스를 혼합한 혼합가스를 노즐(12)에 공급하는 밸브(13)와;상기 노즐(12) 좌우측에 열원을 공급하는 보조열원부(14)와;상기 노즐(12)에서 분무된 액적 상태의 원료 용액이 투입되는 기판(20) 위에 증착되어 박막이 형성되도록 안정된 열원을 가하는 히터부(15a)가 중앙 일면에 형성되는 테이블(15)과;상기 테이블(15) 양끝단에 각각 설치되어 기판(20)을 이송시키는 컨베이어(16)와;상기 컨베이어(16) 양단에 각각 설치되어 일방향에 권선된 단결정 기판(20) 또는 선재를 상기 컨베이어(16)로 이송시켜 타방향에 권선되도록 하는 릴(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조장치
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제 11항에 있어서,상기 히터부(15a)가 형성되는 테이블(15) 상부에는 “∧”형상의 스텐레스 판재(30,30a)가 구비되되, 상기 스텐레스 판재(30)는 양측에 홈(31)이 형성되어 테이블(15)의 넓이 방향으로 구비되고, 상기 스텐레스 판재(30a)는 테이블(15)의 길이 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 분무 열분해 화학 기상 증착법에 의한 박막형 초전도체 제조장치
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