JP2820082B2 - 超伝導物質 - Google Patents

超伝導物質

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JP2820082B2
JP2820082B2 JP7287016A JP28701695A JP2820082B2 JP 2820082 B2 JP2820082 B2 JP 2820082B2 JP 7287016 A JP7287016 A JP 7287016A JP 28701695 A JP28701695 A JP 28701695A JP 2820082 B2 JP2820082 B2 JP 2820082B2
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厚子 添田
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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新しい酸化物超伝
導体に係り、臨界温度の高い、安定な超伝導物質に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】比較的高い温度で超伝導状態を示すペロ
ブスカイト型銅酸化物（Ｋ2ＮｉＦ4型のLa2-xBaxCuO4）
がBednorzとMuller により１９８６年に発明された。そ
の後、ペロブスカイトの基本構造、ＡＢＯ3 において、
大きいイオン半径を有するＡサイトイオン（上記の例で
は、Ｌａ3+とＢａ2+）を置換することにより、各種の超
伝導体が合成された。代表的な例を挙げると、Ｌａ−Ｓ
ｒ−Ｃｕ−Ｏ（臨界温度Ｔｃ＝４０Ｋ），Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ（Ｔｃ＝９０Ｋ）である。さらに高いＴｃを有す
る物質としては、ＢサイトイオンのＣｕの一部をＴｌあ
るいはＢｉで置換した、Ｂａ−Ｃａ−Ｔｌ−Ｃｕ−Ｏ
（Ｔｃ＝１２０Ｋ），Ｓｒ−Ｃａ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｏ（Ｔ
ｃ＝１０５Ｋ）及びＴｌ−Ｓｒ−Ｃｒ−Ｃｕ−Ｏ(Ｔｃ
＝１１０Ｋ)超伝導体が発明された。
【０００３】Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−ＯあるいはＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−Ｏ超伝導体は、その合成方法は比較的容易である
が、Ｔｃが低く、研究の中心はＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏ，Ｔｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ及びＢｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ超伝導体に移りつつある。しかしＢｉ−Ｓ
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体は、１つの結晶粒子の中
に、Ｔｃの低い相が共存し易く、単一相を得るのが非常
に困難で、結果的に、臨界電流密度が大きく出来ないと
いう欠点があった。Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系及び
Ｔｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体は、焼成すると
きにＴｌの蒸発が起きて、最終生成物の組成をコントロ
ールするのが難しいという欠陥があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の超伝導物
質は、合成の比較的容易なものはＴｃが十分に高くな
く、Ｔｃの高い物質はその合成が困難であった。
【０００５】これまでに発見されているペロブスカイト
類似構造を有する超伝導体において、La1-xBaxCuOxはＴ
ｃが３０Ｋと低いという欠陥があった。YBa2Cu3Ox はＴ
ｃは９０Ｋであるが、この程度のＴｃでは、液体窒素温
度で使用するには困難であり、また水分，炭酸ガスと容
易に反応して劣化するという欠点があった。
【０００６】Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体
は、その中で最も高いＴｃ、１１０Ｋを与える結晶相Bi
2Sr2Ca2Cu3Oxのみからなる材料を合成するのが非常に難
しく、臨界電流密度の高い超伝導体材料を作製できない
という欠陥があった。Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系及
びＴｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体は、焼成する
ときにＴｌの蒸発が起きて最終生成物の組成コントロー
ルが難しいという欠陥があった。
【０００７】本発明の目的は、高い臨界温度を有し、種
々の物理的，化学的性質を持つ超伝導物質を提供するこ
とによって、臨界温度が高く、臨界電流密度の高い、高
臨界磁界を有し、化学的に安定で製造しやすい超伝導物
質を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式 （Hg1-a-b-c-d-e-f-gPbaTlbCucModCreRefBig)(Ba1-hS
rh)2(Ca1-i-jSriLnj)n-1CunO2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ≦１ ０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ≦１ ０≦ｈ≦１ ０≦ｉ，ｊ≦１ ０≦ｉ＋ｊ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
成を有する超伝導物質であって、該超伝導物質が、ある
１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−
Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を１周期として積層された
結晶構造（ここでＡはHg1-a-b-c-d-e-f-gPbaTlbCucModC
reRefBig、ＢはBa1-hSrh、Ｂ′はCa1-i-jSriLnj ）、も
しくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，
Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を１周
期として積層された結晶構造、もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−
Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ
層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層、
を１周期として積層された結晶構造を有しており、該超
伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピラミッド型に、
Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超伝導物質中の銅
の平均原子価が、２.０より大きく、２.５以下であるこ
とを特徴とする超伝導物質にある。
【０００９】これまでに発見された高温超伝導物質の結
晶構造を図１〜図３にまとめる。これらの結晶構造の中
で、図１（２），図２（２）に示す構造をもつ超伝導体
は特に高いＴｃを有している。図３（１）に示す構造を
有する超伝導体La1-xBaxCuOx，La1-xSrxCuOxそしてLa
1-xBaxCuOx、図３（２）に示す構造を有する超伝導体YB
a2Cu3O7-δの場合には、そのＴｃと結晶中のＣｕの平均
原子価の間に、図３に示す様な関係が存在し、最適なＣ
ｕの平均原子価が存在することが知られていた。今回我
々は図１に示したものと異なった結晶構造を有する超伝
導物質においても同様に、最適なＣｕの平均原子価が存
在するということを見い出し、ある条件の範囲内であれ
ば、結晶の各サイトを他の元素で置換しても超伝導性が
保存されることを発見し、本発明に到った。これまでに
発見されている図１もしくは図２に示す結晶構造を持つ
超伝導体の場合、Ａ，Ａ′サイトは、ＴｌかもしくはＢ
ｉのみによって占有されていた。しかしこのサイトを他
の原子で置換していっても、結晶構造が変化せず、かつ
Ｃｕの平均原子価が２.０以上２.５以下の範囲内に納っ
ていれば超伝導性を示すことを見い出した。また、同様
に他のサイトを別の原子で置き換えた物質においても超
伝導性が発現する。
【００１０】また我々は、各サイトを他の原子で置換し
て合成した種々の物質の結晶構造解析を実行して、ピラ
ミッド型を形成するＣｕイオンとＯイオンの原子間距離
を詳細に調べた。従来は、ピラミッド型の平面方向に広
がるＣｕ−Ｏの結合が超伝導性に強くかかわっていると
いわれていたが、我々の研究によれば、Ｃｕイオンと頂
点方向に存在する酸素イオンの距離と、超伝導性に強い
相関がみられた。具体的には、その距離が２.１０Å以
上２.３０Å以下のものが超伝導性に優れた物質である
ことを見出した。
【００１１】本発明の超伝導物質は、粉体，塊，焼結
体，厚膜、あるいは線状などの形状で与えられる。出発
原料を何らかの手段で混合，反応させて本発明の物質を
合成すると、粉体，塊等が得られる。粉体は成形した
後、焼結体としても得られる。またドクターブレード法
などで厚膜にすることも出来る。粉体を溶融させて、ロ
ールなどで圧延等すればテープあるいはリボン状の超伝
導体が得られる。金属パイプ等に充填して、線引きある
いは圧延すれば線状のものが得られる。本発明の超伝導
体を薄膜で得るためには、スパッタ法，蒸着法，溶射
法，レーザー蒸着法，ＭＢＥ法（Moleculer Beam Epita
xy），ＣＶＤ法(Chemical Vavor doposition）などが用
いられる。本発明の超伝導物質の粉体を得るためには、
酸化物混合法，共沈法，ゾルゲン法などの方法も用いる
ことが出来る。原料を反応させて、超伝導物質を合成す
る際の温度は、物質の組成及び製法によって異なるが、
６００℃〜１０００℃の範囲が適当である。一般的に言
って、ｎの数が大きい程、低い温度でより長時間の反応
を必要とする。
【００１２】Ｔｃが１００Ｋを越えない高温超伝導物質
La1-xBaxCuOx，La1-xSrxCuOx，YBa2Cu3O7-δにおいて
は、その超伝導メカニズムに関する研究も盛んに行われ
ている。La1-xDxCuOx(Ｄ：Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）の組成式
で示される超伝導物質は、いずれも図３（１）に示すよ
うな結晶構造をしており、Ｄで表わした部分の元素はＢ
ａ，Ｓｒ，Ｃａのいずれであっても超伝導性を示す。ま
たYBa2Cu3O7-δの組成式で示される超伝導物質は図２
（２）に示す結晶構造を有しており、これもＹ原子の部
分を他の希土類元素で部分置換、あるいは全置換した物
質でも結晶構造が大幅に変化しない限り超伝導性を示す
ことが知られている。これらのことから、現在超伝導発
現に関しては、その物質の結晶構造、特にＣ軸に垂直な
方向に広がるＣｕ原子とＯ原子の平面が重要なカギを握
ると考えられており、新しい超伝導物質の探索に関して
も、この点に留意しながら研究が進められている。また
一方で、La1-xDxCuOx系についてはＤ原子の置換率、YBa
2Cu3O7-δ 系については酸素の欠損量δによって、Ｔｃ
の値が変化することが知られている。現在これはＣｕの
平均原子価と関連づけて、ＴｃがＣｕの平均原子価に強
く依存するといわれている（図４参照）。図３に示す結
晶構造をもつ１００Ｋを越えないＴｃを有する超伝導物
質に関しては、その結晶構造と、Ｃｕの平均原子価が超
伝導性に強い影響を与えていると考えられている。しか
しそれ以外の結晶構造、図１〜図２に示す構造を有する
一群の超伝導体に関しては、現在までその様な知見は全
く得られていなかった。そこで今回我々は、これらの結
晶構造を有する物質を多種類合成し、結晶構造と、ホー
ル濃度について詳細に検討し、超伝導性を示す物質に共
通な特徴を見出すに到った。
【００１３】図１〜図２の結晶構造モデルのなかで
（Ａ）で示したサイトを占めているイオンは、超伝導性
発現には特に寄与しておらず、結晶構造を変化させない
限り、どの様な元素であってもかまわないことがわかっ
た。
【００１４】次に図１〜図２のモデルのなかで（Ｂ）で
示したサイトを占めるイオンの役割であるが、この部分
を占める陽イオンの最近接の酸素が、超伝導に深くかか
わっていることを我々は見出した。図５に、ピラミッド
を形成するＣｕイオンと、そのピラミッドの頂点に位置
するこの酸素イオンの距離を横軸に、そして縦軸にはＴ
ｃを取ったグラフを示す。超伝導臨界温度とこの距離の
間には明確な相関のあることがわかる。そしてこの部分
の原子間距離を変化させるには、（Ｂ）サイトに異なっ
たイオン半径を持つ元素を導入するのが最も容易であ
る。
【００１５】（Ｂ′）サイトを占めるイオンについて
は、そのイオン半径が０.９０Å 以上，１.０Å 以下で
なければいけないことを我々は見い出した。この部分の
イオンの大きさが大きいと、酸素が導入されて、Ｃｕ原
子とＯ原子のピラミッドが形成されなくなる。また小さ
すぎると、結晶構造が違ったものになってしまう。
【００１６】以上の結果を、種々の超伝導物質，非超伝
導物質を合成し、詳細に検討することにより得たが、こ
れらの条件を満たすのみでは超伝導性が発現しない。図
１〜図２に示した構造を有する超伝導物質においては、
Ｃｕ原子とＯ原子の形成するピラミッド構造の部分に存
在するホールの濃度によってもＴｃが変化することを、
我々は見出した。種々の元素Ａ，Ａ′，Ｂ，Ｂ′及び種
々のｘの値に対して組成（A1-xA′x)2A3A′2Cu3O10+δ
の物質を合成し、ホール濃度と、Ｔｃの関係を調べた。
尚Ｃｕの平均原子価から２.０ を引いた値は近似的には
ホール濃度を与える。結果を図５に示す。ホール濃度が
０.２２ 付近で、Ｔｃが最も高くなり、０.０８以下，
０.３８以上ではＴｃが６０Ｋ以下になっていることが
わかる。
【００１７】以上述べた結晶構造に関する条件、そして
ホール濃度に関する条件を満足する様な物質を合成でき
れば、本発明を見出した物質以外にも超伝導物質を手に
入れられる可能性は高いと考えられる。しかしながら超
伝導性の発現メカニズムについて明確な答えは得られて
いない現在、必ずしもこの２つの条件さえ満足すれば超
伝導物質となる保障はない。ただ本発明の原理が新しい
超伝導物質発見の重要な指針を与えることとなるであろ
う。
【００１８】また、実際に超伝導物質を作製した場合に
は、各元素間で若干の相互置換が生じたりするので、元
素の比率が厳密に整数比にならないことがあるが、これ
らも本発明に含まれる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施例−１ Ｔｌ2Ｏ3，Ｂｉ2Ｏ3，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯを出発原
料として用いた。まず最初に、Ｂｉ2Ｏ3，ＳｒＯ，Ｃａ
Ｏ，ＣｕＯをそれぞれＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの原子比
が１：２：１：２になるように混合し、８８０℃で１０
０時間大気中で焼成した。途中、炉から取り出して冷却
し、粉砕する工程を３回入れた。こうして得られた粉末
にＴｌ2Ｏ3を、Ｔｌ：Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの原子比
が１：１：２：１：２になるように混合し、金のホイル
で密封し、８７０℃で５０時間の焼成を行った。出来上
がった粉末のＸ線回折パターンを解析して、Bi2Sr2CaCu
2Ox と同様な結晶構造を持ち、Ｂｉサイトの５０％がＴ
ｌで置き換った新しい物質であることを確めた。この粉
末を８００℃で焼結して、得られた焼結体の電気抵抗
を、温度を下げながら測定したところ、９０Ｋ付近で急
激に抵抗が落ち始め、８０Ｋで抵抗値は零となった。
【００２０】実施例−２ （Bi1-xA′x)2Sr2Ca2Cu3Oxの組成式で示される物質が得
られるように実施例−１に記載した方法に準じて、合成
を行い、その試料のＴｃを測定した。結果を表１に示す
が、ここで示したＴｃは、抵抗が急激に落ち始める温
度、即ちＴｃオンセットの温度を絶対温度で示してい
る。
【００２１】
【表１】
【００２２】図７に、作製したサンプルホール濃度（ホ
ール係数測定より求めた値であり、結晶中のピラミッド
部分のＣｕ１個当たりの数に直した値）とＴｃの関係を
示す。
【００２３】実施例−３ Bi2(Sr1-xBx)2Ca2Cu3Ox の組成式で示される物質が得ら
れるように原料酸化物を混合し、様々のサンプルを合成
してそのＴｃの測定を行った。結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】図８に、ホール濃度とＴｃの関係を示す。
【００２６】実施例−４ Bi2Sr2(Ca1-xB′x)2Cu3Ox の組成式で示される物質が得
られるように原料酸化物を混合し、焼成し、種々のサン
プルを合成してそのＴｃの測定を行った。結果を表３に
示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】実施例−５ （Tl1-xA′x)2Ba2Ca2Cu3Oxの組成式で示される物質が得
られるように原料酸化物を混合，焼成し、種々のサンプ
ルを合成してそのＴｃの測定を行った。結果を表４に示
す。
【００２９】
【表４】
【００３０】実施例−６ Tl（Ba1-xBx)2Ca2Cu3Ox の組成式で示される物質が得ら
れるように原料酸化物を混合，焼成し、種々のサンプル
を合成してそのＴｃの測定を行った。結果を表５に示
す。
【００３１】
【表５】
【００３２】また、これらのサンプルのホール濃度とＴ
ｃの関係を図９に示す。
【００３３】比較例−１ ホール濃度の低いサンプルを作製する為に、Tl(Ba1-xLa
x)2Co2Cu3Ox の組成式で示される物質が得られるように
原料酸化物を、混合，焼成し、そのＴｃの測定を行っ
た。
【００３４】結果を表６に示す。
【００３５】
【表６】
【００３６】また、これらのサンプルのホール濃度とＴ
ｃの関係を図９に示す。
【００３７】実施例−７ （Tl1-xA′x)Sr2Ca2Cu3Oxの組成式で示される物質が得
られるように原料酸化物を混合,焼成し、種々のサンプ
ルを合成してそのＴｃの測定を行った。結果を表７に示
す。
【００３８】
【表７】
【００３９】実施例−８ 図１（３）に示した結果構造を有する超伝導物質を合成
し、そのＴｃを測定した。表８に結果を示す。
【００４０】
【表８】
【００４１】実施例−９ 図２（３）に示した結晶構造を有する超伝導物質を合成
し、そのＴｃを測定した。表９に結果を示す。
【００４２】
【表９】
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、臨界温度，臨界磁界，
電流密度，化学的安定性，成形性など超伝導物質に求め
られる種々の特性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（１)〜(３）は、組成式A2B2B′n-1CnO2n+4+δ
（ｎ＝２，３，４）で示される超伝導物質の結晶構造を
示す概略図。
【図２】（１)〜(３)は、組成式AB2B′n-1CnO
2n+3+δ（ｎ＝２，３，４）で示される超伝導物質の結
晶構造を示す概略図。
【図３】（１)，(２）はLa1-xDxCuOx（Ｄ：Ｂａ，Ｓ
ｒ，Ｃａ）及びYBa2Cu3On-δ の結晶構造を示す概略
図。
【図４】La1-xDxCuOx及びYBa2Cu3O7-δのＣｕの平均原
子価と、臨界温度（Ｔｃ）の関係を示す特性図。
【図５】本発明による超伝導物質のピラミッド部分を構
成するＣｕ原子と頂点部分に位置する酸素原子の距離
と、Ｔｃの関係を示す特性図。
【図６】本発明による超伝導物質のホール濃度とＴｃの
関係を示す特性図。
【図７】臨界温度Ｔｃとピラミッド部分のＣｕ原子１個
当りのホール数の関係を示す特性図。
【図８】臨界温度Ｔｃとピラミッド部分のＣｕ原子１個
当りのホール数の関係を示す特性図。
【図９】臨界温度Ｔｃとピラミッド部分のＣｕ原子１個
当りのホール数の関係を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０１Ｇ 37/00 ＺＡＡ Ｃ０１Ｇ 37/00 ＺＡＡ Ｃ０４Ｂ 35/45 ＺＡＡ Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ 13/00 ５６５Ｄ 13/00 ５６５ Ｃ０４Ｂ 35/00 ＺＡＡＫ (72)発明者 添田 厚子 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 加茂 友一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 武内 瀞士 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01G 1/00 ZAA

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一般式 （Hg1-a-b-c-d-e-f-gPbaInbCucModCreRefSngChBiGajAlk
    ColPmSnMno)1 （Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLnu)n-1CunO
    2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，
    ｌ，ｍ，ｎ，ｏ≦１ ０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ＋ｌ
    ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≦１ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはHg
    1-a-b-c-d-e-f-gPbaInbCucModCreRefSngChBiGajAlkColP
    mSnMno、ＢはBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-j
    SriLnj）、もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，
    Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ
    −Ｏ層を１周期として積層された結晶構造、もしくはＡ
    −Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ
    層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ
    層，Ｂ−Ｏ層、を１周期として積層された結晶構造を有
    しており、該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピ
    ラミッド型に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超
    伝導物質中の銅の平均原子価が、２.０ より大きく、
    ２.５ 以下であることを特徴とする超伝導物質。
  2. 【請求項２】一般式 Pb(Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLnu)n-1CunO
    2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはＰｂ、Ｂ
    はBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-jSriLnj）、
    もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造、もしくはＡ−Ｏ層，
    Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′
    −Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層、を１周期として積層された結晶構造を有しており、
    該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピラミッド型
    に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超伝導物質中
    の銅の平均原子価が、２.０ より大きく、２.５ 以下で
    あることを特徴とする超伝導物質。
  3. 【請求項３】一般式 Cu(Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLnu)n-1CunO
    2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはＣｕ、Ｂ
    はBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-jSriLnj）、
    もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造、もしくはＡ−Ｏ層，
    Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′
    −Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層、を１周期として積層された結晶構造を有しており、
    該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピラミッド型
    に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超伝導物質中
    の銅の平均原子価が、２.０ より大きく、２.５ 以下で
    あることを特徴とする超伝導物質。
  4. 【請求項４】一般式 Cr(Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLnu)n-1CunO
    2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはＣｒ、Ｂ
    はBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-jSriLnj）、
    もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造、もしくはＡ−Ｏ層，
    Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′
    −Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層、を１周期として積層された結晶構造を有しており、
    該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピラミッド型
    に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超伝導物質中
    の銅の平均原子価が、２.０ より大きく、２.５ 以下で
    あることを特徴とする超伝導物質。
  5. 【請求項５】一般式 Ga(Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLnu)n-1CunO
    2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはＧａ、Ｂ
    はBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-jSriLnj）、
    もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造、もしくはＡ−Ｏ層，
    Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′
    −Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層、を１周期として積層された結晶構造を有しており、
    該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピラミッド型
    に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超伝導物質中
    の銅の平均原子価が、２.０ より大きく、２.５ 以下で
    あることを特徴とする超伝導物質。
  6. 【請求項６】一般式 Al(Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLnu)n-1CunO
    2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはＡｌ、Ｂ
    はBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-jSriLnj）、
    もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造、もしくはＡ−Ｏ層，
    Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′
    −Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層、を１周期として積層された結晶構造を有しており、
    該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピラミッド型
    に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超伝導物質中
    の銅の平均原子価が、２.０ より大きく、２.５ 以下で
    あることを特徴とする超伝導物質。
  7. 【請求項７】一般式 (ChBiPmSn)1(Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLn
    u)n-1CunO2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ｈ，ｉ，ｍ，ｎ≦１ ０≦ｈ＋ｉ＋ｍ＋ｎ≦１ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはChBiP
    mSn、ＢはBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-jSri
    Lnj）、もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，
    Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ
    −Ｏ層を１周期として積層された結晶構造、もしくはＡ
    −Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ
    層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ
    層，Ｂ−Ｏ層、を１周期として積層された結晶構造を有
    しており、該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピ
    ラミッド型に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超
    伝導物質中の銅の平均原子価が、２.０ より大きく、
    ２.５以下であることを特徴とする超伝導物質。
  8. 【請求項８】一般式 Cd(Ba1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes)2(Ca1-t-uSrtLnu)n-1CunO
    2n+3+δ ここで ｎ＝２，３あるいは４ ０≦ｐ，ｑ，ｒ，ｓ≦１ ０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≦１ ０≦ｔ，ｕ≦１ ０≦ｔ＋ｕ≦１ −１＜δ＜１ ＬｎはＹ及び希土類元素の複数又は単独で表わされる組
    成を有する超伝導物質であって、 該超伝導物質が、ある１つの方向にＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造（ここでＡはＣｄ、Ｂ
    はBa1-p-q-r-sSrpLaqNdrCes、Ｂ′はCa1-i-jSriLnj）、
    もしくはＡ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ
    層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ層を
    １周期として積層された結晶構造、もしくはＡ−Ｏ層，
    Ｂ−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′
    −Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ′−Ｏ層，Ｃｕ−Ｏ層，Ｂ−Ｏ
    層、を１周期として積層された結晶構造を有しており、
    該超伝導物質の結晶構造中に５個の酸素がピラミッド型
    に、Ｃｕの回りに配位した部分を含み、該超伝導物質中
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