JP3205996B2 - Superconductor - Google Patents

Superconductor

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JP3205996B2
JP3205996B2 JP23635790A JP23635790A JP3205996B2 JP 3205996 B2 JP3205996 B2 JP 3205996B2 JP 23635790 A JP23635790 A JP 23635790A JP 23635790 A JP23635790 A JP 23635790A JP 3205996 B2 JP3205996 B2 JP 3205996B2
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    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、核融合炉、電磁流体発電機、加速器、回
転電気機器(電動機や発電機など)、磁気分離機、磁気
浮上列車、磁気浮上自動車、磁気浮上エレベータ、核磁
気共鳴断層撮影診断装置、磁気推進船、電子ビーム露光
装置、単結晶製造装置、各種実験装置などのマグネット
コイル用材料として適し、また、送電線、電気エネルギ
ー貯蔵器、変圧器、整流器などの電力損失が問題になる
用途に適し、さらに、ジョセフソン素子、SQUID素子、
超電導トランジスタ、超伝導マイクロ波立体回路などの
各種素子として適し、さらにまた、赤外線探知材料、磁
気遮蔽材料などの各種機能材料として適した超電導体に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a nuclear fusion reactor, a magnetic fluid generator, an accelerator, a rotating electric device (such as a motor or a generator), a magnetic separator, a magnetic levitation train, and a magnetic levitation. Suitable as magnet coil materials for automobiles, magnetic levitation elevators, nuclear magnetic resonance tomography diagnostic equipment, magnetic propulsion ships, electron beam exposure equipment, single crystal manufacturing equipment, various experimental equipment, etc. Also, transmission lines, electric energy storage, Suitable for applications where power loss is a problem, such as transformers and rectifiers.In addition, Josephson elements, SQUID elements,
The present invention relates to a superconductor suitable as various elements such as a superconducting transistor and a superconducting microwave three-dimensional circuit, and further as various functional materials such as an infrared detecting material and a magnetic shielding material.

<従来の技術> 従来、結晶構造が異なる20種類ほどの銅複合酸化物超
電導体が見出されている。これらの銅複合酸化物超電導
体の結晶構造をさらに細分化してみると、結晶構造の繰
り返し単位がCuO2層とそれ以外のものとに分類できる。
さらに、CuOZ層以外のものは、“Physica C"、167、第5
15頁(1990)で説明されているように、CuO2層に垂直な
方向(c軸方向)の層の厚みによってブロッキング層と
メディエーティング層とに分類できる。そうして、ブロ
ッキング層には、それを構成する構造や主となる組成の
相異によって、La2O2型、BaO/CuO/BaO型、BaO/CuO/CuO/
BaO型、SrO/Bi2O2/SrO型、BaO/Tl2O2/BaOもしくはBaO/T
lO/BaO型、SrO/PbO−Cu−PbO/SrO型、SrO/(Pb,Cu)O/S
rOもしくはSrO/(Pb,Sr)O/SrO型、Ln2O2型(LnはNd、S
m、EuおよびGdから運ばれた元素)の8種類の型が存在
する。
<Prior Art> Conventionally, about 20 types of copper composite oxide superconductors having different crystal structures have been found. When the crystal structure of these copper composite oxide superconductors is further subdivided, the repeating units of the crystal structure can be classified into a CuO 2 layer and other units.
In addition, other than the CuO Z layer, “Physica C”, 167, 5th
As described on page 15 (1990), it can be classified into a blocking layer and a mediating layer according to the thickness of the layer in the direction perpendicular to the CuO 2 layer (c-axis direction). Thus, the blocking layer has different La 2 O 2 type, BaO / CuO / BaO type, BaO / CuO / CuO /
BaO type, SrO / Bi 2 O 2 / SrO type, BaO / Tl 2 O 2 / BaO or BaO / T
lO / BaO type, SrO / PbO-Cu-PbO / SrO type, SrO / (Pb, Cu) O / S
rO or SrO / (Pb, Sr) O / SrO type, Ln 2 O 2 type (Ln is Nd, S
m, Eu and Gd).

さて、従来の銅複合酸化物超電導体のCuO2平面に平行
な方向の格子定数(a軸長またはb軸長)を調べてみる
と、ブロッキング層の種類によって異なっている。CuO2
平面に平行な方向の結晶の大きさを、CuO2平面内のCuと
それに最も接近しているOとの距離で表すと、1.89〜1.
97Åの範囲で分布している。
When examining the lattice constant (a-axis length or b-axis length) of the conventional copper composite oxide superconductor in a direction parallel to the CuO 2 plane, it differs depending on the type of the blocking layer. CuO 2
Expressing the crystal size in the direction parallel to the plane as the distance between Cu in the CuO 2 plane and O closest to it, 1.89 to 1.89.
It is distributed over 97Å.

ところで、銅複合酸化物超電導体を利用するとき、超
電導転移温度の異なる超電導体を一体にして使用できれ
ば便利である。たとえば、各種の素子やセンサーを構成
する場合、超電導転移温度の異なるものを層状に一体化
配置できれば、新しい効果が期待できる。しかしなが
ら、異なる型のブロッキング層をもつ超電導体の共用
は、CuO2平面に平行な方向の結晶の大きさの不整合性
や、製作時における、一方の超電導体から他方の超電導
体への構成元素の拡散などがあってなかなか難しい。そ
こで、同じ種類の型のブロッキング層を含み、しかも、
超電導転移温度が異なる複数種類の超電導体を得ること
が望まれている。
When a copper composite oxide superconductor is used, it is convenient if superconductors having different superconducting transition temperatures can be integrally used. For example, when configuring various elements and sensors, new effects can be expected if layers having different superconducting transition temperatures can be integrally arranged in layers. However, the common use of superconductors with different types of blocking layers is the inconsistency of the crystal size in the direction parallel to the CuO 2 plane and the constituent elements from one superconductor to the other during fabrication. Difficult because of the spread of Therefore, it includes a blocking layer of the same type,
It is desired to obtain a plurality of types of superconductors having different superconducting transition temperatures.

たとえば、Y1Ba2Cu3O7-z超電導体は、BaO/CuO/BaO型
のブロッキング層を有し、超電導転移温度は約90Kであ
るが、従来見出されている銅複合酸化物超電導体でBaO/
CuO/BaO型のブロッキング層を有するものはこれのみで
あり、他の超電導体との共用が難しく、利用範囲が限ら
れている。
For example, the Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z superconductor has a BaO / CuO / BaO type blocking layer and a superconducting transition temperature of about 90K, but the copper complex oxide superconductivity conventionally found BaO / in the body
This is the only one having a CuO / BaO type blocking layer, and it is difficult to share it with other superconductors, and the range of use is limited.

<発明が解決しようとする課題> この発明の目的は、Y1Ba2Cu3O7-z超電導体と同じ種類
の型(BaO/CuO/BaO型)のブロッキング層を含み、これ
との整合性がよいばかりか、これとは超電導転移温度が
異なっていて共用が容易である銅複合酸化物超電導体を
提供するにある。
<Problem to be Solved by the Invention> An object of the present invention is to include a blocking layer of the same type (BaO / CuO / BaO type) as a Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z superconductor and to match the same. Another object of the present invention is to provide a copper composite oxide superconductor having a different superconducting transition temperature and being easy to use in common.

<課題を解決するための手段> 上記目的を達成するために、この発明は、下記一般式
で表される超電導体を提供する。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention provides a superconductor represented by the following general formula.

{(Ba1-pSrp1-qα2Cu2Os ただし、 α:LaおよびPbから選ばれた元素 0≦p≦0.2 0.3≦q≦0.5 4.0<s≦4.8 以下においては、これを第1発明ということにする。{(Ba 1-p Sr p ) 1-q α q2 Cu 2 O s where α: an element selected from La and Pb 0 ≦ p ≦ 0.2 0.3 ≦ q ≦ 0.5 4.0 <s ≦ 4.8 This is referred to as a first invention.

また、この発明は、下記一般式で表される超電導体を
提供する。
Further, the present invention provides a superconductor represented by the following general formula.

{(Ba1-tSrt1-uα2-v {β1-w(Ca1-xSrx2+v Cu4Oy ただし、 α:LaおよびPbから選ばれた元素 β:Y、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLu
から選ばれた元素 0≦t≦0.2 0<u≦0.5 0≦v<0.2 0≦w≦0.5 0≦x<0.2 8.5<y≦9.0 以下において、これを第2発明ということにする。
{(Ba 1-t Sr t ) 1-u α u} 2-v {β 1-w (Ca 1-x Sr x) w} 2 + v Cu 4 O y , however, alpha: selected from La and Pb Elements β: Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu
0 ≦ t ≦ 0.2 0 <u ≦ 0.50 ≦ v <0.20 ≦ w ≦ 0.50 ≦ x <0.2 8.5 <y ≦ 9.0 An element selected from the following is referred to as a second invention.

第1、第2発明において、α、βは、それぞれただ1
種を選択してもよく、2種以上を選択してもよい。
In the first and second inventions, α and β are each only 1
A species may be selected, or two or more types may be selected.

第1、第2発明の超電導体は、それぞれ第1図、第2
図に示すような結晶構造を有し、(Ba、Sr、α)と酸素
による層と、Cuと酸素による層と、、(Ba、Sr、α)と
酸素による層とから形成されたBaO/CuO/BaO型のブロッ
キング層を含んでいる。
The superconductors of the first and second inventions are shown in FIGS.
It has a crystal structure as shown in the figure, and is formed of a layer composed of (Ba, Sr, α) and oxygen, a layer composed of Cu and oxygen, and a layer composed of (Ba, Sr, α) and oxygen. It contains a CuO / BaO type blocking layer.

さて、第1発明の超電導体は、構造が理想的に実現さ
れたとき、一般式においてsは5.0となるが、酸素欠損
を生じやすい構造であるため、通常は、4.0<s≦4.8と
いう組成範囲が許される。また、pについては、BaとSr
の固溶限界から、0≦p≦0.2という制限が加わる。
Now, when the structure is ideally realized, the superconductor of the first invention has s of 5.0 in the general formula. However, since the structure is liable to cause oxygen deficiency, the superconductor usually has a composition of 4.0 <s ≦ 4.8. Range is allowed. For p, Ba and Sr
From the solid solution limit of, a restriction of 0 ≦ p ≦ 0.2 is added.

第1発明の超電導体は、電荷が正孔(ホール)で与え
られる。このように電荷が正孔で与えられるとき、従来
の銅複合酸化物超電導体と同じく、正孔濃度がCu1個あ
たり0.01以上、0.5以下のときに超電導体となる。そう
して、Cu1個あたりの正孔濃度はs−q−4で与えられ
るから、2.01<s−q−2<2.50でなくてはならない。
好ましくは、2.10<s−q−2<2.30である。ただし、
各元素の価数は、Laは+3価、Ba、Srは+2価、Oは−
2価とした。また、Pbの価数は+2価と+4価をとり得
るので、+2価と+4価の混合価数と考え、平均して+
3価とした。
In the superconductor according to the first aspect of the present invention, electric charges are provided by holes. When a charge is given by holes as described above, the superconductor becomes a superconductor when the hole concentration is 0.01 or more and 0.5 or less per Cu, similarly to the conventional copper composite oxide superconductor. Then, since the hole concentration per Cu is given by sq-4, it must be 2.01 <sq-2 <2.50.
Preferably, 2.10 <sq-2 <2.30. However,
The valence of each element is La + 3, Ba and Sr + 2, and O is −
Bivalent. Further, since the valence of Pb can take +2 valences and +4 valences, it is considered as a mixed valence of +2 valences and +4 valences.
Trivalent.

2.01<s−q−2<2.50という制限を容易に満たすた
めには、sは構造が理想的に実現されたときの値よりも
小さいほうがよい。
In order to easily satisfy the constraint of 2.01 <sq−2 <2.50, it is preferable that s is smaller than the value when the structure is ideally realized.

さらに、qには、第1図に示す構造を安定にするため
に、過剰な正孔を減らすために、0.3≦q≦0.5なる制限
が加えられる。
Further, q is restricted by 0.3 ≦ q ≦ 0.5 in order to reduce the excess holes in order to stabilize the structure shown in FIG.

第1発明の超電導体の結晶構造のab面方向の格子定数
は、元素αの種類や、各元素の組成比や酸素含有量
(s)により異なり、また、結晶が正方晶からややずれ
て斜方晶になってa軸方向とb軸方向で若干異なる場合
があるが、およそ3.8Åで、これをCuO2平面内のCuとそ
れに最も接近しているOとの距離で表すと1.9Åとな
り、Y1Ba2Cu3O7-zの場合とほぼ同じであり、これとの整
合性がよい。また、格子定数のc軸長は約8.3Åであ
る。
The lattice constant in the ab plane direction of the crystal structure of the superconductor of the first invention differs depending on the type of the element α, the composition ratio of each element, and the oxygen content (s). It may be slightly different between the a-axis direction and the b-axis direction because it is tetragonal, but it is about 3.8 °, which is 1.9 ° when expressed as the distance between Cu in the CuO 2 plane and O closest to it. , Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z , which is almost the same as that of the above, and has good consistency. The c-axis length of the lattice constant is about 8.3 °.

次に、第2発明の超電導体は、構造が理想的に実現さ
れたとき、一般式においてはyは9.0となるが、第1発
明と同様、酸素欠損を生じやすい構造であるため、通常
は、8.5<y≦9.0という組成範囲が許される。また、B
a、Srの固溶限界は第1発明と同様で、0≦t≦0.2とい
う制限が加わる。
Next, when the structure of the superconductor of the second invention is ideally realized, y is 9.0 in the general formula. However, similarly to the first invention, the superconductor is apt to cause oxygen deficiency. , 8.5 <y ≦ 9.0. Also, B
The solid solution limits of a and Sr are the same as in the first invention, with the additional restriction that 0 ≦ t ≦ 0.2.

第2発明の超電導体も、電荷は正孔で与えられ、従来
の銅複合酸化物超電導体と同じく、正孔濃度がCu1個あ
たり0.01以上、0.5以下のときに超電導体となる。そう
して、Cu1個あたりの正孔濃度はy/2−(2+u)×(2
−v)/4−(3−W)×(2+v)/4−2で与えられる
から、2.01<y/2−(2+u)×(2−v)/4−(3−
W)×(2+v)/4<2.50でなくてはならない。好まし
くは、2.10<y/2−(2+u)×(2−v)/4−(3−
W)×(2+v)/4<2.30である。ただし、各元素の価
数は、Laは+3価、Ba、Sr、Caは+2価、Y、Nd、Sm、
Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Tb、Luは+3価、Oは−2価
とした。また、Pbの価数は+2価と+4価をとり得るの
で、+2価と+4価の混合価数と考え、平均して+3価
とした。
The superconductor of the second invention is also provided with electric charges by holes, and becomes a superconductor when the hole concentration is 0.01 or more and 0.5 or less per Cu, similarly to the conventional copper composite oxide superconductor. Then, the hole concentration per Cu is y / 2− (2 + u) × (2
−v) / 4− (3-W) × (2 + v) / 4−2, so 2.01 <y / 2− (2 + u) × (2-v) / 4− (3-
W) × (2 + v) / 4 <2.50. Preferably, 2.10 <y / 2- (2 + u) × (2-v) / 4- (3-
W) × (2 + v) / 4 <2.30. However, the valence of each element is La +3, Ba, Sr and Ca +2, Y, Nd, Sm,
Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Tb, and Lu were +3 valences, and O was -2 valences. Further, since the valence of Pb can take +2 valence and +4 valence, it is considered to be a mixed valence of +2 valence and +4 valence, and is set to +3 valence on average.

2.01<y/2−(2+u)×(2−v)/4−(3−W)
×(2+v)/4<2.50という制限を容易に満たすために
は、yは構造が理想的に実現されたときの値に近いほう
がよい。
2.01 <y / 2- (2 + u) × (2-v) / 4- (3-W)
In order to easily satisfy the restriction of × (2 + v) / 4 <2.50, it is better that y is close to the value when the structure is ideally realized.

元素βは、第2図に示すように、それが存在する面
(ab面)内に酸素が存在できないようにするために、イ
オン半径が約1Åと小さくなければならない。この条件
から、元素βはY、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、
TbおよびLuから選ばれなければならないが、構造を安定
にするためには、Y、Dy、Ho、Er、Ybが好ましい。ま
た、元素βとCaおよびSrとの固溶限界から、0≦w≦0.
5なる制限が加わる。
As shown in FIG. 2, the element β must have a small ionic radius of about 1 ° in order to prevent oxygen from being present in the plane (ab plane) where it exists. From this condition, the element β is Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm,
It must be selected from Tb and Lu, but Y, Dy, Ho, Er, and Yb are preferable for stabilizing the structure. Further, from the solid solution limit of the element β and Ca and Sr, 0 ≦ w ≦ 0.
Five restrictions are added.

さらに、u、v、xには、それぞれ、第2図に示す構
造を安定にするために、0<u≦0.5、0≦v<0.2、0
≦x<0.2なる制限が加えられる。
Further, u, v, and x are respectively 0 <u ≦ 0.5, 0 ≦ v <0.2, 0 in order to stabilize the structure shown in FIG.
A restriction of ≦ x <0.2 is imposed.

第2発明の超電導体の結晶構造のab面方向の格子定数
も、元素αやβの種類や、各元素の組成比、酸素含有量
(y)によって異なり、また、結晶が正方晶からややず
れて斜法晶になってa軸方向とb軸方向とで若干異なる
場合があるが、およそ3.8Åで、これをCuO2平面内のCu
とそれに最も近接しているOとの距離で表すと1.9Åと
なり、Y1Ba2Cu3O7-z超電導体や第1発明の超電導体の場
合とほぼ同じであり、これらの超電導体と整合性がよ
い。また、格子定数のc軸長は約15.1Åである。
The lattice constant in the ab plane direction of the crystal structure of the superconductor of the second invention also differs depending on the types of the elements α and β, the composition ratio of each element, and the oxygen content (y), and the crystal slightly deviates from the tetragonal crystal. it may be slightly different in the beveled method crystal in the a-axis direction and the b-axis direction Te, but about 3.8 Å, Cu in CuO 2 plane this
The distance between the superconductor and the closest O is 1.9 °, which is almost the same as that of the Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z superconductor and the superconductor of the first invention. Good consistency. The c-axis length of the lattice constant is about 15.1 °.

この発明の超電導体は、テープ状、線状、繊維状、シ
ート状など、いろいろな形態にして用いることができ
る。また、炭素繊維や、セラミックスや金、銀などの金
属からなる補強線材上に形成して用いることもできる。
また、銀シースなどの補強用の中空材料に詰めて用いる
こともできる。さらにまた、銅などのマトリクスを用い
て多芯線構造の超電導線材とすることもできる。また、
Si、MgO、LaGaO3、LaAlO3、SrTiO3などの基板上に薄膜
として形成し、いろいろな素子として、あるいは、LSI
の配線として用いることができる。
The superconductor of the present invention can be used in various forms such as a tape, a wire, a fiber, and a sheet. Further, it can be formed on a reinforcing wire made of carbon fiber or a metal such as ceramics, gold, and silver, and used.
Further, it can also be used by filling in a hollow material for reinforcement such as a silver sheath. Furthermore, a superconducting wire having a multi-core wire structure can be formed by using a matrix such as copper. Also,
Formed as a thin film on a substrate such as Si, MgO, LaGaO 3 , LaAlO 3 , SrTiO 3 and used as various devices or LSI
Wiring.

この発明の超電導体は、ペルティエ効果などを利用し
た冷凍機と併せて使用すると、取り扱いが簡便になる。
When the superconductor of the present invention is used in combination with a refrigerator utilizing the Peltier effect or the like, handling becomes simple.

この発明の超電導体は、いろいろな方法によって製造
することができる。
The superconductor of the present invention can be manufactured by various methods.

たとえば、よく知られた粉末混合法によることができ
る。また、原子オーダでの積層制御が可能な電子ビーム
蒸着法やレーザー蒸着法などの各種蒸着法によったり、
マグネトロンスパッタ法などの各種スパッタ法によるこ
とができる。ハロゲン化物や有機金属などを用いる化学
的気相成長法によったり、硝酸塩や有機酸などを用いる
霧化法によったり、アルコキシドなどを用いる塗布法に
よったりすることもできる。
For example, a well-known powder mixing method can be used. In addition, various deposition methods such as an electron beam evaporation method and a laser evaporation method, which can control stacking in an atomic order,
Various sputtering methods such as a magnetron sputtering method can be used. A chemical vapor deposition method using a halide, an organic metal, or the like, an atomization method using a nitrate or an organic acid, or a coating method using an alkoxide can also be used.

<実施例> 実施例1 BaCO3、SrCO3、La2(CO3・xH2O、PbO、CuOの各粉
をBa:Sr:La:Pb:Cuが1.24:0.065:0.07:0.63:2.0になるよ
うに秤量し、メノウ乳鉢で粉砕、混合した後、Al2O3
容器に入れ、空気中にて900℃で12時間仮焼した。その
後、再びメノウ乳鉢で粉砕し、混合し、ペレット状に成
形し、酸素分圧が0.1気圧以下の雰囲気下にて920℃で1
日間焼成した後、急冷した。このようにして得られたペ
レットをさらに空気中にて400℃で2時間熱処理した
後、急冷した。
<Examples> Example 1 Ba: Sr: La: Pb: Cu is 1.24: 0.065: 0.07: 0.63: BaCO 3 , SrCO 3 , La 2 (CO 3 ) 3 .xH 2 O, PbO, CuO It was weighed to 2.0, crushed and mixed in an agate mortar, placed in an Al 2 O 3 container, and calcined in air at 900 ° C. for 12 hours. Then, the mixture is again pulverized in an agate mortar, mixed and formed into pellets.
After baking for days, it was quenched. The pellets thus obtained were further heat-treated in air at 400 ° C. for 2 hours and then quenched.

得られたペレットの一部を粉砕し、粉末X線回折法に
よって結晶構造を解析したところ、第1図に示す結晶構
造であった。また、この時、格子定数を求めたところ、
a=3.85Å、c=8.2Åであった。このa軸長をCuO2
面内のCuとそれに最も接近しているとOとの距離で表す
と1.93Åとなり、Y1Ba2Cu3O7-z超電導体の場合とほぼ同
じであり、それとの整合性に優れている。
A part of the obtained pellet was pulverized, and the crystal structure was analyzed by a powder X-ray diffraction method. As a result, the crystal structure was as shown in FIG. At this time, when the lattice constant was obtained,
a = 3.85 ° and c = 8.2 °. When this a-axis length is expressed as the distance between Cu in the CuO 2 plane and O closest to it, it is 1.93Å, which is almost the same as that of the Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z superconductor, Excellent consistency with it.

また、組成は{(Ba0.95Sr0.050.65(La0.1Pb0.9
0.352Cu2O4.6で、超電導転移温度は15Kであった。
The composition is {(Ba 0.95 Sr 0.05 ) 0.65 (La 0.1 Pb 0.9 )
0.352 Cu 2 O 4.6 , and the superconducting transition temperature was 15K.

実施例2 BaCO3、SrCO3、La2(CO3・xH2O、PbO、Ho2O3、Ca
CO3、CuOの各粉末をBa:Sr:La:Pb:Ho:Ca:Cuが1.44:0.16:
0.02:0.36:1.26:0.76:4.0になるように秤量し、メノウ
乳鉢で粉砕、混合した後、Al2O3の容器に入れ、空気中
にて900℃で12時間仮焼した。その後、再びメノウ乳鉢
で粉砕し、混合し、ペレット状に成形し、酸素分圧が0.
1気圧以下の雰囲気下にて900℃で3日間焼成した後、急
冷した。このようにして得られたペレットをさらに5気
圧の酸素分圧の酸素−アルゴン混合ガス雰囲気下にて60
0℃で2時間熱処理した後、徐冷した。
Example 2 BaCO 3 , SrCO 3 , La 2 (CO 3 ) 3 .xH 2 O, PbO, Ho 2 O 3 , Ca
Ba: Sr: La: Pb: Ho: Ca: Cu is 1.44: 0.16 for each powder of CO 3 and CuO:
It was weighed so as to be 0.02: 0.36: 1.26: 0.76: 4.0, crushed and mixed in an agate mortar, put in an Al 2 O 3 container, and calcined in the air at 900 ° C. for 12 hours. Then, again pulverized in an agate mortar, mixed, formed into pellets, oxygen partial pressure is 0.
After sintering at 900 ° C. for 3 days under an atmosphere of 1 atm or less, it was rapidly cooled. The pellets thus obtained were further subjected to an oxygen-argon mixed gas atmosphere with an oxygen partial pressure of 5 atm.
After heat treatment at 0 ° C. for 2 hours, it was gradually cooled.

得られたペレットの一部を粉砕し、粉末X線回折法に
よって結晶構造を解析したところ、第2図に示す結晶構
造であった。また、この時、格子定数を求めたところ、
a=3.85Å、c=15.0Åであった。このa軸長をCuO2
面内のCuとそれに最も接近しているとOとの距離で表す
と1.93Åとなり、Y1Ba2Cu3O7-z超電導体の場合とほぼ同
じで、それとの整合性に優れている。
A part of the obtained pellet was pulverized, and the crystal structure was analyzed by a powder X-ray diffraction method. The result was a crystal structure shown in FIG. At this time, when the lattice constant was obtained,
a = 3.85 ° and c = 15.0 °. When this a-axis length is expressed as the distance between Cu in the CuO 2 plane and O closest to it, it is 1.93Å, which is almost the same as that of the Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z superconductor. Excellent in consistency.

また、組成は{(Ba0.95Sr0.050.8(La0.05P
b0.950.21.9{Ho0.6(Ca0.9Sr0.10.42.1Cu4O
8.95であり、超電導転移温度は70Kであった。
The composition is {(Ba 0.95 Sr 0.05 ) 0.8 (La 0.05 P
b 0.95 ) 0.21.9 {Ho 0.6 (Ca 0.9 Sr 0.1 ) 0.42.1 Cu 4 O
8.95 and the superconducting transition temperature was 70K.

実施例3 CuO粉末をペレット状に成形し、900℃で5時間焼成
し、焼結体を得た。また、SrCO3、BaCO3、La2(CO3
・xH2O、PbO、CuOの各粉末をSr:Ba:La:Pb:Cuが0.81:0.0
4:0.13:0.02:1.0になるように秤量、混合し、ペレット
状に成形し、900℃にて5時間焼成し、組成がSr0.81Ba
0.04La0.13Pb0.02Cu1Oxなる焼結体を得た。同様に、Er2
O3、CaCO3、SrCO3、CuOの各粉末をEr:Ca:Sr:Cuが0.7:0.
27:0.03:1.0になるように秤量、混合し、ペレット状に
成形し、800℃にて5時間焼成し、組成がEr0.7Ca0.27Sr
0.03Cu1Oxなる焼結体を得た。
Example 3 A CuO powder was formed into a pellet and fired at 900 ° C. for 5 hours to obtain a sintered body. Moreover, SrCO 3 , BaCO 3 , La 2 (CO 3 ) 3
XH 2 O, PbO, each powder of CuO Sr: Ba: La: Pb: Cu 0.81: 0.0
4: 0.13: 0.02: 1.0, weighed and mixed to form pellets, baked at 900 ° C for 5 hours, and the composition was Sr 0.81 Ba
A sintered body of 0.04 La 0.13 Pb 0.02 Cu 1 O x was obtained. Similarly, Er 2
Each of O 3 , CaCO 3 , SrCO 3 , and CuO powders contains Er: Ca: Sr: Cu 0.7: 0.
27: 0.03: 1.0, weighed and mixed, molded into pellets, and baked at 800 ° C for 5 hours, the composition was Er 0.7 Ca 0.27 Sr
A sintered body of 0.03 Cu 1 O x was obtained.

次に、上記3種類の焼結体をそれぞれターゲット、
、とし、ArFのエキシマレーザーを使用した蒸着を
行った。すなわち、上記ターゲットとSrTiO3基板とを真
空チャンバー内に設置し、基板を加熱し、若干量のO2
スとN2Oガスとを流しながら、エキシマレーザーをター
ゲット、、、、、、、……と繰り返し照
射し、アブレージョンを起こさせて各組成の層を基板上
に形成し、薄膜を形成した。
Next, the above three types of sintered bodies were respectively targets,
, And vapor deposition was performed using an ArF excimer laser. That is, the target and the SrTiO 3 substrate are placed in a vacuum chamber, the substrate is heated, and while exposing a small amount of O 2 gas and N 2 O gas, an excimer laser is used as a target,. .. Were repeatedly applied to cause abrasion to form layers of each composition on the substrate, thereby forming a thin film.

得られた薄膜について、結晶構造を解析したところ、
第2図に示す構造であった。また、格子定数を求めたと
ころ、a=3.85Å、c=15.0Åであった。このa軸長を
CuO2平面内のCuとそれに最も接近しているOとの距離で
表すと1.93Åとなり、Y1Ba2Cu3O7-z超電導体の場合とほ
ぼ同じで、それとの整合性に優れている。
When the crystal structure of the obtained thin film was analyzed,
The structure was as shown in FIG. When the lattice constants were determined, a was 3.85 ° and c was 15.0 °. This a-axis length is
Expressed as the distance between Cu in the CuO 2 plane and O closest to it, it is 1.93Å, which is almost the same as that of the Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z superconductor, and has excellent matching with it. I have.

また、薄膜のトータル組成は、{(Ba0.95Sr0.05
0.85(La0.9Pb0.10.15{Er0.7(Ca0.9S
r0.10.32Cu4O8.95であり、超電導転移温度は60Kで
あった。
The total composition of the thin film is {(Ba 0.95 Sr 0.05 )
0.85 (La 0.9 Pb 0.1 ) 0.152 {Er 0.7 (Ca 0.9 S
r 0.1 ) 0.32 Cu 4 O 8.95 , and the superconducting transition temperature was 60K.

<発明の効果> この発明の超電導体は、実施例にも示したように、従
来のY1Ba2Cu3O7-z超電導体と同じ種類の型(BaO/CuO/Ba
O型)のブロッキング層を含む結晶構造を有し、これと
の整合性がよいばかりか、これとは超電導転移温度が異
なっていて共用が容易である。
<Effect of the Invention> As shown in the examples, the superconductor of the present invention has the same type (BaO / CuO / Ba) as the conventional Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-z superconductor.
It has a crystal structure including an (O-type) blocking layer, and has not only good compatibility with this but also a superconducting transition temperature that is different from that, making it easy to share.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図および第2図は、この発明の超電導体の結晶構造
のモデル図である。
FIG. 1 and FIG. 2 are model diagrams of the crystal structure of the superconductor of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01G 1/00 CA(STN) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C01G 1/00 CA (STN) REGISTRY (STN) WPI (DIALOG)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記一般式で表される銅複合酸化物を主成
分とする超電導体。 {(Ba1-pSrp1-qα2Cu2Os ただし、 α:LaおよびPbから選ばれた元素 0≦p≦0.2 0.3≦q≦0.5 4.0<s≦4.8
1. A superconductor containing a copper composite oxide represented by the following general formula as a main component. {(Ba 1-p Sr p ) 1-q α q2 Cu 2 O s where α: an element selected from La and Pb 0 ≦ p ≦ 0.2 0.3 ≦ q ≦ 0.5 4.0 <s ≦ 4.8
【請求項2】下記一般式で表される銅複合酸化物を主成
分とする超電導体。 {(Ba1-tSrt1-uα2-v {β1-w(Ca1-xSrx2+v Cu4Oy ただし、 α:LaおよびPbから選ばれた元素 β:Y、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuか
ら選ばれた元素 0≦t≦0.2 0<u≦0.5 0≦v<0.2 0≦w≦0.5 0≦x<0.2 8.5<y≦9.0
2. A superconductor containing a copper composite oxide represented by the following general formula as a main component. {(Ba 1-t Sr t ) 1-u α u} 2-v {β 1-w (Ca 1-x Sr x) w} 2 + v Cu 4 O y , however, alpha: selected from La and Pb Β: an element selected from Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu 0 ≦ t ≦ 0.2 0 <u ≦ 0.5 0 ≦ v <0.2 0 ≦ w ≦ 0.5 0 ≦ x <0.2 8.5 <y ≦ 9.0
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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