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Superconductivity, Hysteresis, Thermocouple 결과보고서2025.05.051. 초전도체 실험 1에서는 액체질소를 이용하여 초전도체의 반자성 및 완전 도체 성질을 관측하고 임계온도를 측정하고자 하였으나, 액체질소 부재로 인해 실험을 진행할 수 없었다. 그러나 YbBaCuO의 임계온도가 86K이므로 실험을 진행했다면 이 근방에서 임계온도가 나왔을 것으로 예상된다. 2. 히스테리시스 곡선 실험 2에서는 입력 파형, 주파수, 전압을 달리하여 히스테리시스 곡선의 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 보자력은 거의 일정하였으나 잔류자속밀도의 변동이 심했다. 이는 불연속적인 파형과 주파수 증가에 따른 계통 오차 때문인 것...2025.05.05
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변위 전류와 소용돌이 전류 그리고 초전도체2025.04.281. 변위 전류 변위 전류는 충전될 때 콘덴서(capacitor)의 두 판 사이의 자기장(B`)을 발생시킨다. 콘덴서(capacitor)의 두 판 사이(r<R)에서 r=0일 때 B`=0이며, 자기장(B`)은 축으로부터 거리가 선형적으로 증가함에 따라 증가한다. 콘덴서(capacitor)의 두 판 사이(r>R)에서 자기장(B`)의 세기는 일정하게 유지된다. 자기장(B`)이 고정된 원판의 반지름(R`)이 크면 클수록 감소하며, 전도 전류의 세기(i_{C})가 클수록 자기장(B`)이 증가한다. 2. 소용돌이 전류 자기장(B`)에 의해 유...2025.04.28
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과학탐구실험 자기적 성질을 이용한 신소재, 초전도체2025.01.141. 초전도 현상의 발견 1911년 네덜란드의 과학자 헤이커 카메를링 오너스가 액체 헬륨을 이용한 극저온 실험 중 수은의 전기저항이 갑자기 사라지는 현상을 발견했다. 이후 많은 다른 금속에서도 초전도 현상이 관찰되었다. 2. 초전도 현상의 원리 1957년 미국 일리노이 대학의 바딘, 쿠퍼, 슈리퍼가 제안한 BCS 이론에 따르면, 금속 내 전자들이 전기적 반발력을 이겨내며 쿠퍼쌍을 형성하면 초전도 현상이 나타난다. 쿠퍼쌍은 하나의 입자처럼 움직이며 장애물을 만나도 방향성을 유지하여 전기저항이 사라지는 효과를 얻을 수 있다. 3. 초전...2025.01.14
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초전도 물질 및 철산화물 자성 나노입자 합성2025.11.151. Fe3O4 자성 나노입자 합성 Fe3O4(철산화물) 자성 나노입자는 화학적 침전법을 통해 합성되었습니다. 합성 과정에서 FeCl3, FeCl2, NaOH 수용액이 침전제로 사용되었으며, 반응식은 FeCl3·6H2O + FeCl2·4H2O + 8NaOH(수용액) → Fe3O4·6H2O + NaCl(고체) + 4H2O입니다. 이 방법은 나노입자의 크기와 형태를 제어할 수 있는 효과적인 합성 기법입니다. 2. 자성 물질의 자기적 성질 자성 물질은 외부 자기장에 대한 반응에 따라 분류됩니다. 반자성체(Diamagnet)는 외부 자기장...2025.11.15
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고온 초전도체 YBa2Cu3O7-x 합성 및 특성 실험2025.11.141. 초전도성(Superconductivity) 특정 임계 온도 이하로 냉각된 물질에서 전기 저항이 0이 되고 내부 자기장을 밀쳐내는 현상. 초전도 전선 고리를 통해 흐르는 전류는 무한히 지속되며, 초전도체는 완전히 반자성이고 전력 손실 없이 전기가 흐를 수 있다. 이는 Cooper 쌍의 형성으로 인해 전자들이 에너지가 낮아져 안정화되고, 격자와의 충돌 없이 이동하기 때문이다. 2. 마이스너 효과(Meissner Effect) 임계 온도 이하에서 초전도체를 자기장 내에 두면 초전도체의 내부에 자기장이 들어가지 않고, 내부 자기장이 ...2025.11.14
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양자컴퓨터 기술동향과 개선방향2025.11.161. 양자컴퓨터 기술동향 Google은 2019년 53큐비트급 프로세서 '시커모어'로 양자 계산 우월성을 구현했고, IBM은 433개 큐비트 QPU(Osprey)를 개발하여 클라우드 서비스 IBM Q를 제공 중이다. IonQ는 32큐비트급 이온트랩 기반 양자컴퓨터 '아리아'를 클라우드 서비스로 제공하고 있으며, Amazon과 MS는 개발 환경을 제공하고, Intel은 CMOS 기반 큐비트 소자를 제작했다. 현재 기술 동향은 큐비트 확대 경쟁이 아닌 실질적 성능 향상에 집중하고 있다. 2. 양자컴퓨터 동작원리 양자컴퓨터는 양자역학의 ...2025.11.16
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국내연구팀의 초전도체 개발 발표와 기초과학의 중요성2025.05.121. 초전도체 개발 발표 국내 연구팀이 상온·상압에서 초전도성을 갖는 물질 'LK-99'를 세계 최초로 개발했다고 발표했다. 이에 대해 국내외 연구팀들이 일부 결과를 뒷받침하고 있지만, 국내 학계에서는 부정적인 평가가 많은 상황이다. 초전도체는 전류가 특정 온도 이하에서 저항 없이 흐를 수 있는 물질로, 다양한 산업 분야에 활용될 수 있다. 만약 이 연구 결과가 사실이라면 엄청난 혁명을 불러올 것으로 기대되고 있다. 2. 기초과학의 중요성 이번 초전도체 개발 성공 발표는 기초과학이 국가 경쟁력에 미치는 영향을 다시 한번 느끼게 해주...2025.05.12
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세라믹 물질 소개글2025.01.111. 에어로젤 에어로젤은 물의 97%가 공기인 유리로, 온도가 1300도인데도 불구하고 수십 억 개의 공기구멍으로 가득한 기포 유리 때문에 단열이 잘되고 충격을 흡수합니다. 미래에는 내폭용 자체나 우주 복 단열재로 쓰일 것입니다. 2. 점토 점토는 29000년 전 인류가 불을 이용하여 단단하고 변하지 않은 세라믹으로 만드는 법을 시작했습니다. 현재로서는 콘크리트를 질이 떨어지지만 놀라운 인공재료라고 생각합니다. 3. 콘크리트 콘크리트가 물에 녹아서 진흙처럼 되지 않고 내일이면 단단해지고 로마인들이 이것으로 항구를 건설하여 지중해를 ...2025.01.11
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초전도체, 자기이력, 열전대 실험 예비보고서2025.05.051. 초전도체 1911년 카멜린 온네스가 저온에서 수은의 전기저항이 0이 되는 것을 발견한 것이 초전도체 발견의 시작이었다. 1957년 BCS 이론이 제안되어 초전도체 현상을 양자역학적으로 설명할 수 있게 되었다. 초전도체의 대표적인 성질은 반자성과 완전도체 성질이며, 액화질소를 이용해 초전도체를 냉각시켜 이러한 성질을 관찰할 수 있다. 2. 자기이력 자기장 속 물질의 자기 모멘트 변화를 나타낸 그래프를 자기이력곡선이라고 한다. 함수발생기를 이용해 전압, 주파수, 파형 변화에 따른 자기이력곡선의 변화를 관찰할 수 있다. 자기이력곡선...2025.05.05
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금속성 수소, 로켓 추진체로의 활용방안2025.01.281. 금속 수소의 제조 초고압을 연구하는 과학자들은 수소에 300만 기압을 가하는 실험을 했지만 예상과 달리 수소는 금속이 아니라 그래핀처럼 얇은 판의 구조로 변해버렸다. 그러나 미국 하버드 대학의 연구진이 영하 267도의 극저온에서 약 495만 기압을 가하자 수소 기체가 금속으로 변환되는 데 성공했다. 이렇게 제작된 금속 수소는 지름 8㎛로서, 머리카락 굵기의 1/10 정도다. 2. 금속 수소의 특성 금속 수소는 전기 저항이 0인 초전도체이다. 초전도체는 운송 시스템을 근본적으로 변화시켜 고속 자기부상열차와 전기자동차의 성능을 월...2025.01.28
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