초전 도 현상 - 위키백과 , 우리 모두 의 백과사전 
 초전 도 현상 
 ( 초전도체 에서 넘 어 옴 ) 
 초전 도 현상 ( 超 傳導 現象 , 영어 : superconductivity ) 은 어떤 물질 이 전기 저항 이 0 이 되 고 내부 자기장 을 밀쳐 내 는 등 의 성질 을 보이 는 현상 으로 , 대체로 그 물질 의 온도 가 영하 240 ˚ C 이하 로 매우 낮 거나 구리 나 은과 같 은 도체 의 경우 에 는 , 불순물 이나 다른 결함 으로 인해 저항 이 어느 값 이상 으로 감소 하 지 않 는 한계 가 있 다 . 절 대영 도 근처 에서 도 실제 구리 시료 의 저항 은 0 이 아닌 값 을 가지 게 된다 . 반면 초전도체 의 저항 은 온도 가 " 임계 온도 " 값 보다 아래 로 내려가 면 갑자기 0 으로 떨어진다 . 초전 도 전선 으로 된 고리 를 흐르 는 전류 는 전원 공급 없이 도 계속 흐를 수 있 다 . 강자성 이나 원자 스펙트럼 준위 처럼 , 초전도 는 양자 역학 적 인 현상 이 다 . 초전도 는 단순히 고전 물리 의 이상 적 인 " 완전 도체 "( perfect conductor ) 개념 으로 는 설명 될 수 없 는 현상 이 다 . 
 초전도 는 다양 한 종류 의 물질 에서 나타나 는데 , 주석 이나 알루미늄 과 같이 한 가지 원소 로 된 물질 에서 도 일어나 고 , 다양 한 금속 합금 이나 도핑 된 세라믹 물질 에서 도 나타난다 . 한편 초전도 는 금 이나 은과 같 은 귀금 속 에서 는 나타나 지 않 으며 , 순수 한 강자성 금속 에서 도 나타나 지 않 는다 . 
 1986 년 에 는 구리 - 페롭스카이트 ( perovskite ) 계 세라믹 물질 에서 임계 온도 가 90 K ( 켈빈 ) 을 넘 는 고온 초전도체 가 발견 되 었 는데 , 이 때문 에 초전도체 연구 가 다시 활성 화 되 는 계기 가 되 었 다 . 순수 한 연구 주제 로서 , 이런 물질 들 은 초전도체 를 설명 하 는 기존 이론 으로 는 설명 되 지 않 고 있 다 . 게다가 , 초전 도 상태 가 경제 적 인 면 에서 중요 한 기준 이 되 는 온도 인 액체 질소 의 비등점 ( 77 K ) 보다 높 은 온도 에서 도 나타남 에 따라 , 좀 더 많 은 상업 적 응용 가능 성 이 열리 게 되 었 다 . 
 1 . 1 직류 전류 에 대한 초전도 ( 완전 도체 ) 
 1 . 2 초전 도 상전 이 
 1 . 3 마이스너 효과 
 1 . 4 런던 모멘트 
 2 . 1 에너지 띠틈 
 3 . 1 고온 초전도체 
 4 . 1 1 종 / 2 종 초전도체 
 4 . 2 기타 분류 
 6 이용 
 초전도체 의 비열 이나 초전도 성 이 깨 질 때 의 임계 온도 , 임계 자기장 , 임계 전류 밀도 와 같 은 대부분 의 성질 은 물질 마다 다르 다 . 
 그러나 한편 으로 는 , 물질 이 무엇 이 냐 에 상관없이 초전도체 이 면 공통 적 으로 가지 는 성질 들 이 있 다 . 예 를 들 면 모든 초전도체 는 자기장 이 없 을 때 작 은 전류 에 대해 정확히 0 인 전기 저항 을 가진다 . 이러 한 ' 공통 적 인 ' 성질 은 초전도 성 이 하나 의 열역학 적 인 상 이 며 , 물질 의 미시 애인 구조 에 독립 적 인 특정 한 성질 을 가진다는 것 을 암시 한다 . 
 직류 전류 에 대한 초전도 ( 완전 도체 ) [ 편집 ] 
 또한 초전도 는 전압 이 인가 되 지 않 은 상태 에서 도 전류 를 유지 할 수 있 다 . 이런 성질 은 자기공명영상 과 같이 초전 도 전자석 을 이용 하 는 곳 에서 사용 된다 . 실험 에 의하 면 초전 도 코일 은 측정 가능 한 감소 없이 전류 를 몇 년 씩 유지 할 수 있 는 것 으로 나타났 다 . 실험 에 의하 면 이런 전류 의 유효 수명 은 최소한 10 만 년 이 며 , 이론 적 으로 는 우주 의 수명 보다 도 길 것 으로 평가 된다 . 
 일반 적 인 도체 에서 는 , 전류 는 전자 가 무거운 이온 격자 사이 를 움직여 가 는 것 으로 표현 된다 . 전자 들 은 이온 과 격자 에 계속 충돌 하 며 , 각각 의 충돌 에서 전류 에 의해 전달 되 던 에너지 의 일부 가 격자 로 흡수 되 고 열 로 변환 된다 . 이것 이 이온 격자 의 운동 에너지 이 다 . 결과 적 으로 전류 에 의해 운반 되 던 에너지 는 점점 흩어진다 . 이것 이 전기 적 저항 이 일어나 는 현상 이 다 . 
 초전도체 에서 는 상황 이 다르 다 . 일반 적 인 초전도체 에서 전류 의 흐름 은 각각 의 전자 의 움직임 으로 분리 될 수 없 다 . 그 대신 전자 는 쿠퍼 쌍 으로 묶이 며 , 이 는 포논 의 교환 에 의한 전자 들 사이 의 인력 으로 생긴다 . 양자 역학 에 의해 , 쿠퍼 쌍 의 흐름 은 에너지 스펙트럼 에서 띠틈 을 만들 어 내 는데 , 이 는 전자 의 흐름 을 흥분 시키 기 위해서 는 최소한 Δ E 만큼 의 에너지 가 필요 함 을 의미 한다 . 그러므로 , 만약 Δ E 가 kT 로 주어지 는 격자 의 열 에너지 보다 크 다면 ( k 는 볼츠만 상수 이 고 T 는 온도 이 다 ) , 전자 는 격자 에 의해 산란 되 지 않 게 된다 . 그러므로 쿠퍼 쌍 은 초유체 를 이루 며 , 이 는 에너지 손실 없이 흐를 수 있 다는 것 을 의미 한다고 볼 수 있 으나 쿠퍼쌍 을 관측 한 적 이 없 고 전기 저항 이 어떻게 제로 가 되 는 지 아직 까지 아무 도 모른다 . 
 모든 종류 의 고온 초전도체 를 포함 하 는 2 종 초전도체 는 초전 도 상전이 의 근방 에서 전류 가 그 전류 로 인해 발생 할 수 도 있 는 강한 자기장 과 함께 가해졌 을 때 아주 작 은 양 의 비저항 을 보인다 . 이것 은 전자 초유체 의 소용돌이 ( vortex ) 에 의한 것 으로서 , 전류 에 의해 전달 되 는 에너지 의 일부 를 흩 뜨 린 다 . 만약 전류 가 충분히 작 다면 , vortex 는 정지 해 있 고 비저항 은 사라진다 . 이 효과 에 의한 저항 은 초전도체 가 아닌 물질 이 보이 는 저항 에 비하 면 아주 작 지만 , 민감 한 실험 을 할 때 에 는 고려 해야 한다 . 그러나 , 온도 가 초전 도 상전이 에서 더 멀 어 짐 에 따라 , 이러 한 와동 들 은 불 규칙 하 지만 고정 되 어 있 는 " 와동 유리 "( 영어 : vortex glass ) 라는 상 으로 변할 수 있 다 . 이러 한 와동 유리 상전 이 온도 아래 에서 는 초전도체 의 저항 이 0 이 된다 . 
 초전 도 상전이 [ 편집 ] 
 초전 도 상전 이 근처 에서 의 초전도체 의 비열 ( cv , 파란색 ) 과 비저항 ( ρ , 녹색 ) 
 초전 도 상태 는 물질 의 온도 가 초전 도 상전이 가 일어나 는 임계 온도 Tc 이하 로 내려갈 때 나타난다 . 임계 온도 의 값 은 물질 에 따라 다르 다 . ( 고온 초전도체 가 아닌 ) 일반 초전도체 들 은 보통 20 K 에서 1 K 이하 까지 의 값 을 가진다 . 예 를 들 어 고체 수은 은 4 . 2 K 의 임계 온도 를 가진다 . 현재 까지 발견 된 ( 고온 초전도체 가 아닌 ) 일반 초전도체 들 의 임계 온도 는 2001 년 에 발견 된 이 붕화 마그네슘 에서 보이 는 39 K 이 최고 이 다 . ( 단 이 물질 이 보여준 성질 때문 에 이 붕화 마그네슘 을 일반 초전도체 로 분류 할 것 이 냐 에 대해서 는 논란 이 있 다 . ) 구리 계 초전도체 는 훨씬 높 은 임계 온도 를 가지 는데 , 최초 로 발견 된 구리 계 초전도체 중 의 하나 인 YBa 2 Cu 3 O 7 의 임계 온도 는 92 K 이 며 , 수은 을 포함 한 구리 계 초전도체 는 임계 온도 가 130 K 을 넘 는 것 도 있 다 . 이런 높 은 임계 온도 에 대한 확실 한 이론 적 설명 은 알려져 있 지 않 다 . 일반 초전도체 는 포논 의 교환 에 의한 전자 쌍 의 형성 으로 설명 되 지만 , 최근 발견 된 고온 초전도체 에 대해서 는 이 설명 이 맞 지 않 는다 . 
 초전도 성 이 나타날 때 는 다양 한 물리량 의 갑작스런 변화 가 수반 되 는데 , 이것 은 상전이 의 특징 이 다 . 예 를 들 어 , 전자 에 의한 비열 은 일반 적 으로 온도 에 1 승 에 비례 한다 . 그러나 초전 도 상전이 를 할 때 에 비 열값 은 갑자기 뛰어오르 고 그 이후 로 는 더 이상 1 승 에 비례 하 지 않 고 e − α / T 에 비례 하 게 된다 . ( α 는 물질 에 따라 정해 지 는 상수 ) 이런 양상 은 띠틈 의 존재 에 대한 증거 이 다 . 
 초전 도 상전이 의 상전 이 차수 는 논란 의 대상 이 다 . 실험 결과 로 보 면 초전 도 상전이 들 은 잠열 이 없 는 2 차 상전이 인 것 으로 보인다 . 그러나 1970 년 대 의 계산 에 의하 면 초전 도 상전이 는 1 차 상전이 인데 전자기장 의 장거리 요동 에 의한 효과 때문 에 약하 게 보이 는 것 일 수 도 있 다 . 최근 에서 야 무 질서 장 이론 ( disorder field theory ) 의 도움 으로 소용돌이 끈 ( vortex line ) 이 초전 도성 에 중요 한 역할 을 하 며 , 초전 도 상전이 는 type I 영역 에서 는 1 차 이 고 type II 영역 에서 는 2 차 이 며 두 영역 은 삼중점 에 의해 분리 된 것 이 보인 바 있 다 . 
 마이스너 효과 [ 편집 ] 
 이 부분 의 본문 은 마이스너 효과 입니다 . 
 초전도체 가 약한 외부 자기장 H 안 에 놓이 게 되 면 , 자기장 은 초전도체 를 완전히 투과 하 지 못하 고 대략 두께 λ 만큼 만 투과 하 게 된다 . 이 두께 를 런던 투과 깊이 ( London penetration depth ) 라고 하 는데 , 초전도체 에 들어간 자기장 은 이 보다 더 깊 은 곳 에서 는 급격히 감쇄 하 여 0 이 된다 . 이것 을 마이스너 효과 라 하 며 , 초전도체 의 중요 한 성질 중 의 하나 이 다 . 대부분 의 초전도체 의 경우 에 런던 투과 깊이 는 100 nm 정도 이 다 . 
 마이스너 효과 는 때때로 이상 적 인 도체 에서 나타나 는 반자성 의 일종 과 혼동 하 기 쉬우나 , 다른 효과 이 다 . 렌츠 의 법칙 에 따르 면 , 전도체 에 변화 하 는 자기장 이 가해 지 면 전도체 전류 가 유도 되 면서 가해진 자기장 의 반대 방향 으로 자기장 이 생긴다 . 이상 적 인 도체 에서 는 흐를 수 있 는 전류 의 값 에 제한 이 없 으며 , 이 전류 로부터 유도 된 자기장 은 외부 에서 가해진 자기장 을 정확히 상쇄 시킨다 . 그러나 초전도체 는 자기장 이 변화 하 든 변화 하 지 않 든 모든 종류 의 자기장 을 밀쳐낸다 . 즉 , 일정 한 자기장 이 가해 지 고 있 더라도 자기장 을 밀쳐낸다 . 물질 이 임계 온도 이하 로 냉각 되 면 , 물질 의 내부 자기장 이 갑작스레 밀쳐 지 는 현상 이 나타나 는데 , 이것 은 렌츠 의 법칙 과 무관 하 다 . 
 마이스너 효과 는 프리츠 론돈 ( 독일어 : Fritz London ) 과 하인츠 론돈 ( 독일어 : Heinz London ) 형제 가 이론 적 으로 설명 하 였 다 . 초전도체 에서 전자기 적 자유 에너지 는 아래 와 같 은 경우 에 최소 화 가 된다 . 
 마이스너 효과 는 외부 에서 가해 지 는 자기장 이 너무 크 면 파괴 된다 . 초전도체 는 이 파괴 가 어떻게 일어나 느냐 에 따라 두 가지 로 구분 된다 . 제 1 종 초전도체 에서 는 가해진 자기장 이 어떤 임계 값 Hc 이상 이 되 면 갑자기 깨어진다 . 샘플 의 모양 에 따라서 , 샘플 이 자기장 을 포함 하 는 중간 상태 와 샘플 이 자기장 을 포함 하 고 있 지 않 은 초전 도 상태 가 혼합 되 어 있 다 . 반면 , 제 2 종 초전도체 에서 는 , 외부 자기장 이 Hc 1 보다 큰 값 이 되 면 물질 이 자기 선속 이 물질 을 통과 하 지만 전류 가 크 지 않 은 한 저항 값 이 0 인 상태 가 지속 되 는 혼합 상태 가 된다 . 자기장 이 두 번 째 임계 자기장 인 Hc 2 보다 커 지 면 초전도 성 이 파괴 된다 . 혼합 상태 는 사실 전자 초유체 에 있 는 와동 ( vertex ) 에 의해 생겨나 며 , 이 와동 에 의한 자기 선속 은 양자 화 된다 . 이 양자 를 플 럭 손 ( fluxon ) 이 라고 한다 . 
 나이오븀 , 테크네튬 , 바나듐 , 탄소 나노 튜브 따위 를 제외 한 나머지 가장 고 순도 의 단원자 초전도체 들 은 제 1 종 초전도체 들 이 고 , 나머지 대부분 의 불순물 이 섞이 거나 화합물 인 초전도체 들 은 제 2 종 초전도체 들 이 다 . 
 런던 모멘트 [ 편집 ] 
 반대 로 , 회전 하 는 초전도체 는 스핀 축 방향 으로 정확 하 게 정렬 된 자기장 을 만들 어 낼 수 있 다 . 이 효과 는 런던 모멘트 ( London moment ) 라 불리 는데 , 중력 탐사 위성 B ( 영어 : Gravity Probe B ) 에 잘 사용 되 었 다 . 이 실험 은 네 개 의 초전 도 자이로스코프 의 스핀 축 을 결정 하 기 위해 이 자이로스코프 들 의 자기장 을 측정 하 였 다 . 이것 은 실험 에 매우 필수 적 이 었 는데 왜냐하면 구 의 스핀 축 을 정확 하 게 구할 수 있 는 몇 안 되 는 방법 중 의 하나 였 기 때문 이 다 . 
 초전도체 의 발견 이래 초전도체 의 원리 를 설명 하 기 위해 많 은 노력 이 있 어 왔 다 . 1950 년 대 에 , 이론 응집 물질 물리학자 들 은 한 쌍 의 중요 한 이론 에 의해 ‘’ 일반 적 인 ’’ 초전도체 에 대한 확고 한 이해 에 도달 했 다고 생각 했었 다 . 이 두 이론 은 현상론 적 인 긴즈부르크 - 란다우 이론 ( 1950 ) 과 미시 적 인 BCS 이론 ( 1957 ) 이 다 . 그런데 2010 년 대 들어와 자속 양자 에 대한 해석 이 명백 한 오류 임 이 밝혀져 복잡 해졌 다 . 노벨 상 을 수상 한 이 2 개 의 이론 에 대한 의문 이 커졌 고 . 그러므로 고온 초전도체 는 물론 이 고 금속 초전도체 에 도 적용 될 수 있 느냐 하 는 의문 에 논쟁 의 여지 가 있 다 . 초전 도 이론 은 확정 된 것 이 아니 고 완전 하 게 열려 있 는 상황 이 라 하 겠 다 . 
 에너지 띠틈 [ 편집 ] 
 초전도체 와 일반 고체 ( 부도체 혹은 도체 ) 사이 에 상전이 가 일어날 때 에 는 전기전도도 가 무한대 가 되 는 것 과 함께 전자 들 의 에너지 분포 가 바뀐다 . 일반 도체 일 때 에 는 전자 의 에너지 준위 가 페르미 에너지 준위 를 중심 으로 연속 적 으로 분포 한다 . 즉 , 전자 는 페르미 에너지 를 중심 으로 어떠 한 에너지 값 을 가져도 된다 . 하지만 초전도체 에서 는 페르미 에너지 준위 를 기준 으로 약간 위 와 약간 아래 에 전자 가 존재 할 수 있 는 영역 이 한정 적 으로 허용 된 전자 의 에너지 띠 에 띠틈 이 있 다 . 이 는 초전도체 시료 를 주사 터널 현미경 으로 전기전도도 의 미분 값 을 관찰 하 여 얻 을 수 있 다 . 또한 1990 년 대 이후 연구 된 고온 초전도체 의 경우 에 는 초전 도 현상 을 보이 지 않 는 온도 범위 에서 도 이러 한 띠틈 이 존재 한다 . 이 를 유사 틈 ( pseudogap ) 이 라고 부른다 . 
 최초 의 초전도체 는 1911 년 헤이 커 카 메 를 링 오너스 가 고체 수은 의 저항 을 당시 발견 된 액체 헬륨 을 이용 하 여 저온 에서 측정 하 는 도중 발견 하 였 다 . 4 . 2 K 의 온도 에서 그 는 저항 이 갑자기 사라지 는 것 을 관찰 하 였 다 . [ 1 ] 이후 초전도체 는 여러 다른 물질 에서 발견 되 었 다 . 1913 년 납 의 초전도 가 7 K 에서 발견 되 었 고 , 1941 년 에 는 질화 나이오븀 ( NbNi ) 의 초전도 가 16 K 에서 발견 되 었 다 . 초천 도체 를 이해 하 는 그 다음 중요 한 진전 은 1933 년 발터 마이스너 와 로베 어 트 오 흐 젠 펠트 ( 독일어 : Robert Ochsenfeld ) 가 마이스너 효과 로 알려진 초전도체 가 자기장 을 밀쳐 내 는 것 을 발견 한 것 이 었 다 . [ 2 ] 1935 년 프리츠 론돈 ( 독일어 : Fritz London ) 과 하인츠 론돈 ( 독일어 : Heinz London ) 은 마이스너 효과 가 초전 도 전류 가 운반 하 는 전자기 적 열역학 적 자유 에너지 를 최소 화 하 려는 데 에서 나타난다는 것 을 보였 다 . [ 3 ] 
 1950 년 에 , 레프 란다우 와 비탈리 긴즈부르크 가 초전도체 의 현상론 적 인 모형 인 긴즈부르크 - 란다우 이론 을 발표 하 였 다 . [ 4 ] 란다우 의 2 차 상전 이 이론 을 슈뢰딩거 방정식 과 결합 시킨 이 이론 은 초전도체 의 거시 적 성질 을 설명 하 는 데 큰 성공 을 거두 었 다 . 한편 으로 는 , 알렉세이 알렉세예비치 아브리코소프 는 긴즈부르크 - 란다우 이론 이 초전도체 가 제 1 종 과 제 2 종 으로 불리 는 두 종류 로 구분 됨 을 예측 하 였 다 . 아브리코소프 와 긴즈부르크 는 그 들 의 공로 로 인해 2003 년 노벨상 을 수상 하 였 다 . ( 란다우 는 1968 년 사망 하 였 다 . ) 또 1950 년 에 는 맥스웰 과 레이놀즈 등 이 초전도체 의 임계 온도 는 그 구성 원소 의 동위 원소 질량 에 따라 변할 수 있 음 을 보였 다 . [ 5 ] [ 6 ] 이 동위 원소 효과 발견 은 당시 에 전자 - 포논 간 상호 작용 이 초전 도 현상 의 미시 적 메카 니즘 임 을 오도 하 게 하 였 다 . 
 1957 년 에 존 바딘 과 리언 쿠퍼 , 존 로버트 슈리퍼 는 초전 도 현상 을 미시 적 으로 설명 하 는 이론 인 BCS 이론 을 제안 하 였 다 . [ 7 ] 이 는 발견자 들 의 이름 머 릿 자 를 딴 것 이 다 . 니콜라이 보골류보프 또한 1958 년 에 독립 적 으로 기본 적 으로 같 은 이론 을 발표 하 였 다 . 이 BCS 이론 은 초전 도 전류 를 쿠퍼 쌍 의 초유체 로 설명 하 였 다 . 쿠퍼 쌍 은 포논 의 교환 에 의해 상호 작용 하 는 전자 들 의 쌍 이 다 . 1972 년 저자 들 은 이 업적 으로 노벨상 을 수상 하 였 다 . BCS 이론 은 1958 년 니콜라이 보골류보프 가 원래 는 여러 가지 논증 으로 유도 되 는 BCS 파동 함수 가 전자 의 해밀 토니 언 을 정준 변환 하 여 얻 어 질 수 있 음 을 보임 에 따라 서로 강한 연관 이 있 음 을 보였 다 . [ 8 ] 1959 년 에 레프 페트로비치 고리 코프 ( 러시아어 : Лев Петрович Горьков ) 는 BCS 이론 이 임계 온도 근처 에서 긴즈부르크 - 란다우 이론 으로 환원 됨 을 보였 다 . [ 9 ] 
 고온 초전도체 [ 편집 ] 
 이 부분 의 본문 은 고온 초전도체 입니다 . 
 1986 년 까지 물리학자 들 은 BCS 이론 에 의하 면 30 K 이상 에서 초전도 성 을 보이 는 것 이 불 가능 하 다고 믿 었 다 . 그러나 1986 년 요하네스 게오르크 베드노르츠 와 카 를 알렉산더 뮐러 는 란타넘 구리 계 페롭스카이트 물질 에서 초전도 를 발견 하 였으며 그 임계 온도 는 35 K 이 었 다 . [ 11 ] 이 들 은 이 연구 로 1987 년 노벨 물리학상 을 수상 하 였 다 . 곧 우 ( M . K . Wu ) 등 이 란타늄 을 이트륨 으로 치환 하 여 YBCO 를 만들 었 는데 , 그 임계 온도 가 92 K 에 이르 렀다 . 이것 은 냉각제 로 사용 되 는 액체 질소 의 기화 점인 77 K 보다 높 은 온도 라는 점 에서 중요 한 것 이 었 다 . [ 12 ] 이것 은 상업 적 으로 중요 한데 왜냐하면 액화 질소 는 원재료 걱정 없이 값싸 게 어디 서 나 생산 할 수 있 으며 액체 헬륨 을 수송 할 때 나타나 는 문제점 인 고체 에어 플러그 등 의 문제 에서 자유 롭 기 때문 이 었 다 . 그 이후 로 많 은 다른 구리 계 초전도체 가 발견 되 었 으며 , 이 물질 들 이 보이 는 초전도 에 대한 이론 적 설명 은 응집 물질 물리 분야 의 가장 도전 적 인 과제 가 되 었 다 . 
 2008 년 2 월 에 는 철 에 기반 한 고온 초전도체 가 발견 되 었 다 . [ 14 ] [ 15 ] 도쿄 공업 대학 의 호소노 히데오 ( 細 野 秀 雄 ) 는 란타넘 - 산소 - 불소 - 철 - 비소 화합물 ( LaO 1 - xFxFeAs ) , 즉 oxypnictide 에서 초전도 를 26 K 에서 발견 하 였 다 . 이어진 다른 그룹 의 연구 는 LaO 1 - xFxFeAs 의 란타늄 을 세륨 , 사마륨 , 네오디뮴 , 프라세오디뮴 등 다른 희토류 로 치환 하 였을 때 임계 온도 가 52 K 까지 높 아 짐 을 발견 하 였 다 . 이 와 유사 한 AFe 2 As 2 구조 를 가진 철 - 비소 기반 초전도체 또한 보고 되 었 다 . 전문가 들 은 다른 계열 의 초전도 를 연구 함 으로써 구리 계 초전도체 에 대한 이론 도 이끌 어 낼 수 있 을 것 으로 기대 하 고 있 다 . 
 이 부분 의 본문 은 초전도체 분류 입니다 . 
 초전도체 를 분류 하 는 기준 은 여러 가지 가 있 다 . 대표 적 인 것 으로 는 다음 이 있 다 . 
 1 종 / 2 종 초전도체 [ 편집 ] 
 물리 적 성질 을 기준 으로 , 초전도체 는 1 종 초전도체 ( 영어 : type I superconductor ) 와 2 종 초전도체 ( 영어 : type II superconductor ) 로 분류 된다 . 1 종 초전도체 는 상전이 가 1 차 상전이 를 , 2 종 초전도체 는 2 차 상전이 를 보인다 . 
 발견 초기 의 단원자 저온 초전도체 들 은 대부분 1 종 초전도체 로 알려져 있 고 , 대부분 화합물 초전도체 를 비롯 하 여 모든 산화물 고온 초전도체 들 은 II - 형 ( Type - II ) 초전도체 로 알려져 있 다 . 1 종 초전도체 와 2 종 초전도체 의 구분 은 자기장 - 온도 상전 이 형태 에서 쉽 게 그 차이점 을 발견 할 수 있 다 . 
 1 종 초전도체 는 어떤 온도 상태 에서 열역학 적 임계 자기장 ( Hc ) 이 존재 하 며 , 임계 자기장 을 경계 로 정상 상태 와 초전 도 상태 로 의 전이 가 일어난다 . 이때 임계 자기장 이하 의 초전 도 상태 는 초전 도 기본 특성 의 하나 인 마이스너 효과 로 인하 여 자기장 이 침투 하 지 못한다 . 이 와 같 은 1 종 초전도체 는 단원자 초전도체 들 이 주종 을 이루 며 , 이 들 초전도체 들 의 응용 은 특성 상 기술 적 으로 매우 어렵 다 . 
 2 종 초전도체 는 1 종과 다르 게 어떤 온도 상태 에서 상부 임계 자기장 ( Hc 2 ) 과 하부 임계 자기장 ( Hc 1 ) 이 존재 하 여 , 이 들 임계 자기장 들 의 경계 로 유용 한 초전 도 특성 을 나타낸다 . 1 종과 마찬가지 로 초전 도 상태 의 하부 임계 자기장 ( Hc 1 ) 이하 의 영역 은 자기장 이 침투 하 지 못하 는 마이스너 효과 를 나타낸다 . 그러나 하부 임계 자기장 ( Hc 1 ) 이상 의 자기 장하 에서 2 종 초전도체 는 초전 도 성질 을 잃 지 않 고 초전 도 상태 를 계속 유지 하 며 일부 의 자기장 들 이 초전도체 를 침투 하 도록 한다 . 자기장 의 침투 정도 는 자기장 의 세기 에 따라 증가 되 고 , 상부 임계 자기장 ( Hc 2 ) 에 이 를 때 까지 계속 되 며 , 상부 임계 자기장 ( Hc 2 ) 이상 이 되 면 초전 도 상태 에서 정상 상태 로 전이 가 일어나 초전도체 가 아닌 일반 물체 로 된다 . 이 와 같이 상부 임계 자기장 ( Hc 2 ) 과 하부 임계 자기장 ( Hc 1 ) 사이 의 영역 ( 소용돌이 상태 ( 영어 : vortex state 혹은 혼합 상태 ( 영어 : mixed state 라고 함 ) 이 존재 하 여 , 어느 정도 자기장 의 침투 에 도 초전도 성 이 유지 되 는 초전도체 를 2 종 초전도체 라 한다 . 대부분 혼합물 및 산화물 고온 초전도체 들 이 이 에 속하 며 , 초전도체 응용 에 거의 모두 가 이 와 같 은 특성 을 가지 는 2 종 초전도체 를 이용 하 고 있 다 . 
 기타 분류 [ 편집 ] 
 이 밖 에 도 , 다음 과 같이 분류 할 수 있 다 . 
 설명 하 는 이론 을 기준 : 
 통상 초전도체 ( 通常 -, 영어 : conventional superconductor , BCS 이론 에서 설명 이 되 는 경우 ) 
 이상 초전도체 ( 異常 -, 영어 : unconventional superconductor , BCS 이론 으로 설명 이 안 되 는 경우 ) 
 임계 온도 를 기준 : 
 고온 초전도체 ( 임계 온도 가 액체 질소 의 비등점 77 K 보다 높 은 경우 ) 
 저 온 초전도체 ( 임계 온도 가 그 보다 낮 은 경우 ) 
 물질 을 기준 : 
 단원자 ( 수은 , 납 등 ) 
 합금 ( 나이오븀 - 타이타늄 , 저마늄 - 나이오븀 ) 
 세라믹 ( YBCO , 이 붕화 마그네슘 ) 
 유기 초전도체 ( 풀러렌 , 탄소 나노 튜브 - 탄소 나노 튜브 는 탄소 만 으로 이루어져 있 기 때문 에 단원자 계열 에 넣 어야 할 수 도 있 다 . ) 
 초전도 YBCO 의 부상 
 초전 도 자석 은 이제 까지 알려진 가장 강력 한 전자석 이 며 MRI 이나 NMR 기계 , 질량 분석기 , 입자 가속기 에 쓰이 는 광선 조타 자석 등 에 사용 된다 . 이 들 은 또한 입자 들 을 입자 들 이 가진 자성 에 따라 분리 하 는 자기 분리 ( magnetic separation ) 에 쓰일 수 있 는데 , 이런 것 들 은 안료 산업 등 에 쓰이 곤 한다 . 
 초전도체 는 또한 디지털 회로 , RF 회로 , 마이크로파 회로 , 휴대 전화 기지국 을 만드 는 데 사용 된다 . 
 초전도체 는 지금 까지 알려진 가장 민감 한 자력계 인 초전 도 양자 간섭 장치 의 구성 단위 인 조지프슨 접합 ( Josephson junction ) 을 만드 는 데 사용 된다 . 조지프슨 장치 들 은 국제단위계 의 단위 볼트 를 정의 하 는 데 에 사용 된다 . 작동 하 는 방식 에 따라 , 조지프슨 접합 은 광자 검출기 나 혼합기 로 사용 된다 . 일반 상태 에서 초전 도 상태 로 전이 할 때 의 큰 저항 차이 는 저온 열량계 나 미소 열량계 의 온도계 나 광자 검출기 를 만드 는 데 사용 될 수 있 다 . 
 ( 초전 도 물질 을 사용 했 을 때 ) 장치 의 상대 적 인 효율 성 , 크기 , 무게 에서 의 이점 이 초전 도 물질 을 사용 함 으로 인해서 발생 하 는 추가 적 인 비용 보다 더 큰 곳 에서 새로운 시장 이 성장 하 고 있 다 . 
 전망 이 있 는 응용 예 로 는 고 성능 변압기 , 전력 저장 장치 , 전력 전달 기 , 전기 모터 , 자기 부상 장치 , 과도 전류 제한기 등 이 있 다 . 그러나 초전도 는 변화 하 는 자기장 에 민감 하 기 때문 에 교류 를 사용 하 는 응용 예 들 ( 즉 , 변압기 ) 을 만드 는 것 은 직류 를 사용 하 는 것 에 비해 좀 더 어려울 것 으로 예상 된다 . 
 초전도체 는 자기장 을 차단 하 는 특성 이 있 어 자석 위 에 가까이 가져가 면 자석 위 에 떠 있 게 되 는데 , 이 와 같 은 현상 을 마이스너 효과 라고 한다 . 또 , 초전도체 는 저항 이 없 어 전류 가 흘러들 어도 전력 손실 이 전혀 발생 하 지 않 아 , 대량 의 전기 를 손실 없이 저장 하 거나 송전 이 가능 하 다 . 뿐 만 아니 라 초전도체 는 매우 센 전류 를 흐르 게 하 여 강한 자기장 을 얻 을 수 있 으므로 이 를 이용 하 여 자기 부상 열차 에 사용 이 가능 하 다 . 
 분야 에 따라 분류 해 보 면 , 다음 과 같 은 활용 분야 들 이 있 다 . 
 에너지 : 차세대 초전 도 핵융합 외 MHD 발전 등 
 전력 : 초전 도 에너지 저장 ( SMES ) , 초전 도 변압기 , 초전 도 케이블 , 초전 도 발전기 등 
 교통 : 초전 도 자기부상열차 , 초전 도 전자 추진 선박 , 초전 도 전기 자동차 등 
 의료 ㆍ 과학 : 자기공명영상 , 핵자기 공명 , 뇌 자기 검출기 , 암 치료 사이클로트론 , 높 은 장세기 자석 ( high field magnet ) 등 
 환경 ㆍ 산업 : 핵 폐기물 처리 가 가능 한 초전 도 자기 분리 , 입자 가 속기 등 
 전자 ㆍ 정보 : 초전 도 슈퍼컴퓨터 , 초전 도 양자 간섭 장치 
 강자성 초전도체 
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 일반 적 인 상태 
 기체 / 증기 
 저 에너지 
 페르미 응축 
 뤼드베리 상태 
 기묘 물질 
 초유체 
 초고체 
 고 에너지 
 QCD 물질 
 쿼크 - 글루온 플라스마 
 다른 상태 
 자기 적 순서 ( 반강자성 , 준 강자성 , 강자성 ) 
 슈퍼 글라스 
 끓 음 ( 비등 ) 
 임계 선 
 탈 이온 화 
 플래시 증발 
 람다 점 
 융해 
 복빙 
 포화 유체 
 승화열 
 트루 턴 의 비율 
 바이 노달 
 압축 유체 
 상태 방정식 
 라이덴 프로스트 효과 
 스피 노 달 
 과열 증기 
 열 유전 효과 
 NARA : 10675917 
 물체 부양 
 물질 의 상 
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