세라믹스 고온초전도 선재의 장척화(長尺化)로 세계기록 대폭 갱신,
  (재)국제초전도산업기술연구센터 초전도공학연구소 名古屋고온초전도선재개발센터와 (주)후지크라는 (독)신에너지 . 산업기술종합개발기구로부터 위탁받은「초전도 응용기반 기술연구개발 프로젝트」가운데 차세대 고온초전도선재(YBaCuO 약칭 YBCO)의 개발을 진행하고 있다. 이번에 두 기관은 세계기록이 되는 긴 길이의 YBCO선재의 개발에 성공했다(감기 틀의 지름 80㎝). 초전도공학연구소에서는 길이 91m에 임계전류 210A를 달성하였고, 후지크라에서는 세계 최초인 길이 217m의 선재에서 임계전류 88A를 얻는데 성공했다. 기기응용의 기준이 되는 선재 길이 (L)과 임계전류치 (IC)의 곱, IC×L에서 19000Am급이 되어 종래 기록의 배 가까운 진전을 보였다.
  선재는 금속기판 테이프 위에 이온빔 어시스트(IBAD)법으로 Gd2Zr2O7(GZO) 산화물 막을 제작하고, 그 후, 펄스레이저(PLD)증착법으로 CeO2층, 다시 초전도 YBCO층을 성막하여 제작한다. 저항 제로의 초전도 전류를 흘려보내려면 결정립의 배향도를 높이는 것이 중요한데, 그것을 위해 제 1층의 GZO를 특수한 이온빔의 효과로 배향시킨다. 그 위에 에피탁셜 성장의 원리를 이용하여 최종적으로 YBCO층에서도 높은 배향도를 유지한 막을 제작한다. 몇 년 전에는 선재라고 해도 1㎝의 연구실 수준이었는데, 이번에는 긴 두루마리 릴을 갖는 장척용 증착장치를 개발하여 길이 200m에 걸친 안정적인 성막을 실현했다. 기기응용의 기준이 되는 IC×L가 대폭 진전된 것은 선재의 실용화를 위한 큰 진전이다. 초전도에는 전력에서 수송, 의료 등 다양한 기기응용이 있는데, 앞으로는 이 새로운 YBCO 장척 선재의 유효성을 실증하기 위해서 이러한 응용기기의 적용에 대해서도 개발을 추진해 나갈 예정이다.
  (주)후지크라와 초전도공학연구소는 공동으로 IBAD-PLD법 선재를 개발하고 있다.  (CJ)

반도체보다 100배 빠른 40기가헬츠
초전도 SFQ스위치 스케줄러 개발
  국제초전도산업기술연구센터의 초전도공학연구소(SRL)은 반도체 회로보다도 100배 고속인 40기가헬츠로 동작하는 초전도 단일자속양자(SFQ)스위칭 스케줄러를 개발했다. 스케줄러와 같은 복잡한 논리처리를 40기가헬츠나 되는 고속으로 실현한 것은 최초. 현재의 반도체 루터는 최대 매초 1테라비트의 양을 처리하는데, 그 10배에서 100배나 되는 초대용량 루터 실현으로 이어질 것이라고 한다.
  이 연구는 신에너지 . 산업기술종합개발기구(NEDO)의 위탁으로 실시되었고, 미국 스탠포드 대학에서 개최된 반도체의 최첨단 칩으로 한정한 국제회의「핫칩스17」에서 발표했다. 29건의 하나로 채택되어 반도체 분야로부터도 주목을 받았다.
  개발한 SFQ스위치 스케줄러는 데이터패스(스위치)와 함께 네트워크 루터의 스위치 카드를 구성하는 회로. 루터 내부에서 같은 행선지의 패킷끼리 충돌하지 않도록 처리의 순서를 제어하는 기능을 가지며, 루터의 대용량 . 고속화의 열쇠를 쥐고 있다. 이 부분을 SFQ회로로 고속화함으로써 루터의 처리능력을 대폭 향상시킬 수 있다.
  시작한 스위치 스케줄러는 4×4데이터패스 대응. 니오브계의 저온초전도체로 제작. 설계 룰은 2마이크로미터. 죠셉슨 접합 수는 3071개이며 칩 면적은 4밀리×2밀리미터. 소비전력은 920마이크로와트로 반도체보다도 자릿수가 낮다.
  이번에 산학관 연대로 개발힌 셀베이스 대응의 설계루트를 구사하여 스케줄링 알고리즘을 바꾸지 않고 40기가헬츠의 고속회로를 실현했다.
  04년도에 시작한 40기가헬츠 동작의 4×4데이터패스와 합쳐서 사방 5밀리미터의 1칩 스위치 카드를 05년에 시작했다. (NK)

고온초전도체
임계전류 163암페어 달성,
住友電工  용도전개 가속화
  住友電氣工業은 마이너스 196℃로 차게 한 고온초전도체의 임계전류(최대전류) 특성에 있어 이 회사 종래 제품보다 25% 높은 163암페어를 달성했다. 앞으로 원료대비 제품의 비율을 개선하여 양산 수준으로 높였다. 실현하게 되면 성능이 향상된 만큼 종래보다 필요사용량이 적어도 되므로 가격인하로 이어져서 보급에 박차가 가해진다. 모터 등의 용도전개를 가속화한다.
  163암페어는 100미터급의 비스마스계 선재로 측정했다. 1000미터 급의 긴 선의 경우도 최대 151암페어의 특성을 얻었다. 종래 이 회사의 임계전류는 130암페어였다. 이번의 최고 사양 선재를 전력 케이블로 이용하면 구리선에 비해 163배의 전송능력이 있다.
  전류특성의 향상을 받아 고기능품의사양을 추가해서 판매를 개시한다. 전력케이브용 선재의 기본 사양은 80암페어 이외에 100암페어를, 산업용 모터용 선재는 110암페어 이외에 125암페어를 갖추었다.
  성능을 향상할 수 있었던 것은 제조기술의 정도를 높였기 때문. 분말에서 압연가공한 선재를 고온, 고온에서 굳히는 공저에서 산소의 주입조건을 최적화했다. 이로써 선재 내부의 비초전도 물질의 상(相)을 줄여서 분말을 균일화했다. 또한 결정립의 방향을 일정하게 해서 알맹이끼리의 결합을 강화했다.
  양산품의 특성을 끌어올림으로써 전력 케이블 이외의 제품분야에 응용하여 사업전개를 본격화한다. 우선 연료효율이 높은 모터용 코일에 전개한다. 新幹線의 소형변압기와 차세대 액정수소 자동차의 엔진에도 채용을 권유한다.
  비스마스계 산화물을 재료로 한 고온초전도체는 임계전류 100암페어가 하나의 벽이었다. 住友電工은 비스마스의 능력이 이것으로 1.5배 이상 된다는 것을 증명했다. 성능향상의 여지는 아직 있어, 가까운 장래에 200암페어 이상을 목표하고 있다고 한다. 이번의 성능향상은 그 포석이 된다.
  초전도 선재의 성능향상이 산업계에 가져올 메리트는 크다. 단순히 선재의 판매가격에 반영되기 때문이다. 예를 들면 전류특성이 종래대비 2배가 되면 고객의 사용량은 반, 구입 가격은 반이면 된다. 고가의 선재로는 채산이 맞지 않는 사용자에게도 활용 가능성이 넓어진다.
  住友電工은 선재제조의 최종공정에서「가압소성」이라고 하는 독자적인 방법을 도입하여 양산화의 걸림돌을 제거했다. 공업 수준의 장척성(長尺性)을 확보하고 있는 것은 이 회사뿐. 후지크라는 차세대 재료「이트륨」으로 연구를 하고 있는데 양산단계에는 이르지 못하고 있다. (NK)