JP3291628B2 - 希土置換タリウム基超伝導体 - Google Patents
希土置換タリウム基超伝導体Info
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- JP3291628B2 JP3291628B2 JP02757091A JP2757091A JP3291628B2 JP 3291628 B2 JP3291628 B2 JP 3291628B2 JP 02757091 A JP02757091 A JP 02757091A JP 2757091 A JP2757091 A JP 2757091A JP 3291628 B2 JP3291628 B2 JP 3291628B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【０００１】本発明は、希土置換タリウム基超伝導体に
関する。７７Ｋより高い超伝導臨界温度Ｔｃを有する種
々の高Ｔｃ超伝導酸化物が知られている（R J Cava,Sci
ence 247 (1990)656参照) 。従来の超伝導体に使用され
ている冷却液体ヘリウムと比較して冷却液体窒素は簡便
で廉価なため、これらの酸化物は商業的に応用できるこ
とを示す。応用できるものには、磁石、磁気遮蔽、送電
ワイヤ及びケーブル、変圧器、スイッチ、電流制限器、
発電機、モータ、超伝導量子干渉装置、電子的応用、機
械ベアリング、医療用スキャナその他が含まれる。これ
らの超伝導酸化物にはＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-h （１−２−
３）、Ｙ2Ｂａ4 Ｃｕ7 Ｏ15-h（２−４−７）、ＹＢａ
2 Ｃｕ4 Ｏ8 （１−２−４）、Ｂｉ 2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2
Ｏ8 、Ｂｉ2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10、Ｔｌm ＣａＳｒ
2 Ｃｕ2 Ｏ6+m 及びＴｌm Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ
8+m （ｍ＝１又は２）及びＴｌ0.5Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2
Ｃｕ2 Ｏ7 が含まれる。１−２−４及びＴｌ0.5 Ｐｂ
0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 以外は超伝導性を最大限に活
用して、最大Ｔｃを得るためには、酸素を添加したまた
は添加しない以下の合成を必要とする。例えば、適宜な
温度及び酸素分圧で焼きなましすることにより或いは電
気化学的挿入によりなされる。この焼きなまし処理は製
造過程において生じる問題であり、酸素拡散係数が非常
に低いので、高密度材料においては酸素添加又は無添加
が極端に遅い(D RClark他J.Amer. Ceramic Soc. 72(198
9)1103 参照) 。酸素添加を必要としない前記化合物１
−２−４及びＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ
7 は、液体窒素温度７７Ｋで実用するには低すぎる８０
Ｋ及び８３Ｋの臨界温度を夫々有する。Ｂａを含むこれ
らの化合物は全て化学的に不安定な傾向にある。２−４
−７、１−２−４及びＢｉ2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10は
全てゆっくりとした合成速度であり、合成までに数日間
を要する。Ｂｉ2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10及びＴｌ組成
物は実施例１の図１ａに示されるように単一相材料とし
て調整するのは困難である。
関する。７７Ｋより高い超伝導臨界温度Ｔｃを有する種
々の高Ｔｃ超伝導酸化物が知られている（R J Cava,Sci
ence 247 (1990)656参照) 。従来の超伝導体に使用され
ている冷却液体ヘリウムと比較して冷却液体窒素は簡便
で廉価なため、これらの酸化物は商業的に応用できるこ
とを示す。応用できるものには、磁石、磁気遮蔽、送電
ワイヤ及びケーブル、変圧器、スイッチ、電流制限器、
発電機、モータ、超伝導量子干渉装置、電子的応用、機
械ベアリング、医療用スキャナその他が含まれる。これ
らの超伝導酸化物にはＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-h （１−２−
３）、Ｙ2Ｂａ4 Ｃｕ7 Ｏ15-h（２−４−７）、ＹＢａ
2 Ｃｕ4 Ｏ8 （１−２−４）、Ｂｉ 2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2
Ｏ8 、Ｂｉ2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10、Ｔｌm ＣａＳｒ
2 Ｃｕ2 Ｏ6+m 及びＴｌm Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ
8+m （ｍ＝１又は２）及びＴｌ0.5Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2
Ｃｕ2 Ｏ7 が含まれる。１−２−４及びＴｌ0.5 Ｐｂ
0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 以外は超伝導性を最大限に活
用して、最大Ｔｃを得るためには、酸素を添加したまた
は添加しない以下の合成を必要とする。例えば、適宜な
温度及び酸素分圧で焼きなましすることにより或いは電
気化学的挿入によりなされる。この焼きなまし処理は製
造過程において生じる問題であり、酸素拡散係数が非常
に低いので、高密度材料においては酸素添加又は無添加
が極端に遅い(D RClark他J.Amer. Ceramic Soc. 72(198
9)1103 参照) 。酸素添加を必要としない前記化合物１
−２−４及びＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ
7 は、液体窒素温度７７Ｋで実用するには低すぎる８０
Ｋ及び８３Ｋの臨界温度を夫々有する。Ｂａを含むこれ
らの化合物は全て化学的に不安定な傾向にある。２−４
−７、１−２−４及びＢｉ2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10は
全てゆっくりとした合成速度であり、合成までに数日間
を要する。Ｂｉ2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10及びＴｌ組成
物は実施例１の図１ａに示されるように単一相材料とし
て調整するのは困難である。
【０００２】化学的に安定した急速に合成（約２時間）
される酸素化学量論の調整を必要としない材料(J L Tal
lon 他Physica C161(1989)523 参照) はＴｌ0.5Ｐｂ0.5
ＣａＳｒ2Ｃｕ2Ｏ7である。しかしながら、この化合物
は単一相として容易には合成されずＴｃ値は約８３Ｋで
ある。本発明は通常Ｔｌ 0.5 Ｐｂ 0.5 ＣａＳｒ 2-z Ｌａ z Ｃ
ｕ 2 Ｏ 7 （0.15≦ｚ≦0.3である。）の化学式で表される
新規な希土置換超伝導体を提供するものである。更に好
ましい組成はｚ＝0.2である。
される酸素化学量論の調整を必要としない材料(J L Tal
lon 他Physica C161(1989)523 参照) はＴｌ0.5Ｐｂ0.5
ＣａＳｒ2Ｃｕ2Ｏ7である。しかしながら、この化合物
は単一相として容易には合成されずＴｃ値は約８３Ｋで
ある。本発明は通常Ｔｌ 0.5 Ｐｂ 0.5 ＣａＳｒ 2-z Ｌａ z Ｃ
ｕ 2 Ｏ 7 （0.15≦ｚ≦0.3である。）の化学式で表される
新規な希土置換超伝導体を提供するものである。更に好
ましい組成はｚ＝0.2である。
【０００３】Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 材
料においては、Ｃｕの平均原子価が高すぎる、即ち空孔
キャリヤ濃度が高すぎるため、Ｔｃ値が低い。超伝導キ
ュプレイト(cuprates)は０から上昇し最大値を超えた後
に０に下降する空孔濃度特性としてのＴｃを示す基本状
態図を有する。空孔濃度の減少によってこの化合物内の
Ｔｃが最大値に上昇し、平均Ｃｕ原子価が値２まで減少
するにつれて化合物の安定性が増大すると思われる。
料においては、Ｃｕの平均原子価が高すぎる、即ち空孔
キャリヤ濃度が高すぎるため、Ｔｃ値が低い。超伝導キ
ュプレイト(cuprates)は０から上昇し最大値を超えた後
に０に下降する空孔濃度特性としてのＴｃを示す基本状
態図を有する。空孔濃度の減少によってこの化合物内の
Ｔｃが最大値に上昇し、平均Ｃｕ原子価が値２まで減少
するにつれて化合物の安定性が増大すると思われる。
【０００４】ペロブスカイト構造に基づく超伝導キュプ
レイト(cuprates)に関しては、一般に希土類元素Ｒ又は
Ｙは、Ｃａがａ−ｂ面内の隣接する構造上の酸素空席を
有するペロブスカイト部位を占有する場合は、Ｃａと置
換することは知られている。希土類元素がペロブスカイ
トＡ部位でＳｒ及びＢａと部分的に置換することもまた
知られている。一般に、大きな原子半径の希土類元素が
ペロブスカイト格子内で主としてＳｒ又はＢａと置換す
るのに対してＹ及び小さな原子半径の希土類元素は主と
してＣａと置換する。
レイト(cuprates)に関しては、一般に希土類元素Ｒ又は
Ｙは、Ｃａがａ−ｂ面内の隣接する構造上の酸素空席を
有するペロブスカイト部位を占有する場合は、Ｃａと置
換することは知られている。希土類元素がペロブスカイ
トＡ部位でＳｒ及びＢａと部分的に置換することもまた
知られている。一般に、大きな原子半径の希土類元素が
ペロブスカイト格子内で主としてＳｒ又はＢａと置換す
るのに対してＹ及び小さな原子半径の希土類元素は主と
してＣａと置換する。
【０００５】本発明における代表例では、化合物Ｔｌ
0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 -zＬａz Ｃｕ 2 Ｏ7+h を与える
Ｓｒ2+の代わりにＬａ3+を置換することによってＴｌ
0.5 Ｐｂ 0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 内で空孔濃度が減少
し、結果としてＴｃは１００Ｋを超える最大値まで上昇
する。同時に置換組成物が単一相として容易に合成され
るので、化合物安定性は明らかに増大する。好ましい組
成は 0.1≦ｚ≦0.5 で与えられ更に好ましい組成はｚ＝
0.2 である。
0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 -zＬａz Ｃｕ 2 Ｏ7+h を与える
Ｓｒ2+の代わりにＬａ3+を置換することによってＴｌ
0.5 Ｐｂ 0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 内で空孔濃度が減少
し、結果としてＴｃは１００Ｋを超える最大値まで上昇
する。同時に置換組成物が単一相として容易に合成され
るので、化合物安定性は明らかに増大する。好ましい組
成は 0.1≦ｚ≦0.5 で与えられ更に好ましい組成はｚ＝
0.2 である。
【０００６】最後に、親化合物Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳ
ｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 において鉛がＰｂ4+であるのに対してタ
リウムはＴｌ3+であり、またこれらは理想Ｔｌ部位を有
するのでＴｌ含量を増大させまたＰｂ含量を減少させる
ことにより空孔濃度を増大させることができる。これを
以下に示す。Ｔｃを最大値にするために空孔濃度を減少
させる必要がある場合は、同様に過剰の希土合成によっ
て余分に減少させた後、過剰のタリウムにより最適値ま
で増大させて戻すことができることは明らかである。こ
のような組成は下記の一般化学式で表される。
ｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 において鉛がＰｂ4+であるのに対してタ
リウムはＴｌ3+であり、またこれらは理想Ｔｌ部位を有
するのでＴｌ含量を増大させまたＰｂ含量を減少させる
ことにより空孔濃度を増大させることができる。これを
以下に示す。Ｔｃを最大値にするために空孔濃度を減少
させる必要がある場合は、同様に過剰の希土合成によっ
て余分に減少させた後、過剰のタリウムにより最適値ま
で増大させて戻すことができることは明らかである。こ
のような組成は下記の一般化学式で表される。
【０００７】Ｔｌ0.5+x Ｐｂ0.5-x Ｃａ1-y Ｓｒ2-z Ｒ
y+z Ｃｕ2 Ｏ7+-h ここで、０≦ｘ，ｈ≦0.3,０≦ｙ≦0.95, 0.05≦ｚ≦１
−ｙである。好ましい組成は0.1 ≦y+z-x ≦0.5 で与え
られ更に好ましい組成はｙ＋ｚ−ｘ＝0.2 である。最適
例は、Ｔｌ0.6 Ｐｂ0.4 ＣａＳｒ1.7 Ｌａ0.3 Ｃｕ2 Ｏ
7+-hである。Ｂａを有する化合物と比較して高い化学的
安定性を示し、Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7
材料と比較して容易に単一相を形成する本発明の化合物
は、合成後の酸素化学量論の調整を必要とせず、１００
Ｋを超える温度での超伝導性が可能な組成を選択でき
る。
y+z Ｃｕ2 Ｏ7+-h ここで、０≦ｘ，ｈ≦0.3,０≦ｙ≦0.95, 0.05≦ｚ≦１
−ｙである。好ましい組成は0.1 ≦y+z-x ≦0.5 で与え
られ更に好ましい組成はｙ＋ｚ−ｘ＝0.2 である。最適
例は、Ｔｌ0.6 Ｐｂ0.4 ＣａＳｒ1.7 Ｌａ0.3 Ｃｕ2 Ｏ
7+-hである。Ｂａを有する化合物と比較して高い化学的
安定性を示し、Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7
材料と比較して容易に単一相を形成する本発明の化合物
は、合成後の酸素化学量論の調整を必要とせず、１００
Ｋを超える温度での超伝導性が可能な組成を選択でき
る。
【０００８】本発明による新規な化合物は、親化合物Ｔ
ｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 7 の正方晶層ペロブ
スカイト状構造を有している。親化合物は順次、角部共
有部位を有するＴｌ／Ｐｂと面心部位に分配された酸素
からなるＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 Ｏ層；角部共有部位を有する
酸素と面心部位を有するＳｒからなるＳｒＯ層；角部共
有部位を有するＣｕと端部共有部位を有する酸素からな
る平方面のＣｕＯ2 層；面心部位を有するＣａと空の酸
素部位を有する角部共有部位からなるＣａ層；他のＣｕ
Ｏ層；及び単位格子を完全にする他のＳｒＯ層を含んで
構成される。
ｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 7 の正方晶層ペロブ
スカイト状構造を有している。親化合物は順次、角部共
有部位を有するＴｌ／Ｐｂと面心部位に分配された酸素
からなるＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 Ｏ層；角部共有部位を有する
酸素と面心部位を有するＳｒからなるＳｒＯ層；角部共
有部位を有するＣｕと端部共有部位を有する酸素からな
る平方面のＣｕＯ2 層；面心部位を有するＣａと空の酸
素部位を有する角部共有部位からなるＣａ層；他のＣｕ
Ｏ層；及び単位格子を完全にする他のＳｒＯ層を含んで
構成される。
【０００９】
【実施例】本発明に係る材料を図面及び実施例を参照し
ながら説明する。 実施例１ Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ
7+h は、混合，粉砕され更に大気中で７００℃で分解さ
れた化学量論比率のＣａ（ＮＯ3)2 、Ｌａ2 Ｏ3 及びＣ
ｕＯを使用した第一合成ＣａＳｒ1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ
z で準備された。準備された化合物を粉砕してペレット
状に圧縮した後に大気中で１６時間８２０℃で反応させ
た。できたセラミックを粉砕し、化学量論比率のＴｌ2
Ｏ3 とＰｂＯを混合し、再び粉砕し、そして、直径１３
ｍｍのペレット状に圧縮形成した。ペレットを酸素雰囲
気中の金の袋に入れてクリンピングして密封し、通気酸
素中で２時間９５０℃で反応させた。金の袋は空冷して
取り除き、その後Ｘ線粉末回折により基準４極抵抗率及
び交流磁化率測定が行われた。
ながら説明する。 実施例１ Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ
7+h は、混合，粉砕され更に大気中で７００℃で分解さ
れた化学量論比率のＣａ（ＮＯ3)2 、Ｌａ2 Ｏ3 及びＣ
ｕＯを使用した第一合成ＣａＳｒ1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ
z で準備された。準備された化合物を粉砕してペレット
状に圧縮した後に大気中で１６時間８２０℃で反応させ
た。できたセラミックを粉砕し、化学量論比率のＴｌ2
Ｏ3 とＰｂＯを混合し、再び粉砕し、そして、直径１３
ｍｍのペレット状に圧縮形成した。ペレットを酸素雰囲
気中の金の袋に入れてクリンピングして密封し、通気酸
素中で２時間９５０℃で反応させた。金の袋は空冷して
取り除き、その後Ｘ線粉末回折により基準４極抵抗率及
び交流磁化率測定が行われた。
【００１０】図１ｃは、通常不純物相が見られる合成さ
れない化合物と比較してＴｌ0.5 Ｐ１0.5 ＣａＳｒ1.8
Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ7+h の単一相に極めて近い試料を示
す。図１ｂは、点で示される代表的な不純物反射の存在
を示すＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 について
のＸ線回折パターンを示す。Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ
1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ7+h についてのパターンは格子定
数ａ＝0.3810ｎｍ及びｂ＝1.2106ｎｍを有する正方晶セ
ルに一致する。
れない化合物と比較してＴｌ0.5 Ｐ１0.5 ＣａＳｒ1.8
Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ7+h の単一相に極めて近い試料を示
す。図１ｂは、点で示される代表的な不純物反射の存在
を示すＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 について
のＸ線回折パターンを示す。Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ
1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ7+h についてのパターンは格子定
数ａ＝0.3810ｎｍ及びｂ＝1.2106ｎｍを有する正方晶セ
ルに一致する。
【００１１】図２に示されるこの化合物についての抵抗
率及び交流磁化率の温度依存性により、ゼロ抵抗及び反
磁性は合成されない化合物Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2
Ｃｕ 2 Ｏ7 より約３０Ｋ高い１０２Ｋに設定されること
が判明した。温度の酸素分圧を超えるその後の焼きなま
しからはＴｃに関して何の効果も観測されなかった。こ
のように、既に述べた他の多くの化合物に対してＳｒ部
位に置換されるＬａ量ｘを調整することにより酸素化学
量論が決定され、Ｔｃだけが最大になる。
率及び交流磁化率の温度依存性により、ゼロ抵抗及び反
磁性は合成されない化合物Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2
Ｃｕ 2 Ｏ7 より約３０Ｋ高い１０２Ｋに設定されること
が判明した。温度の酸素分圧を超えるその後の焼きなま
しからはＴｃに関して何の効果も観測されなかった。こ
のように、既に述べた他の多くの化合物に対してＳｒ部
位に置換されるＬａ量ｘを調整することにより酸素化学
量論が決定され、Ｔｃだけが最大になる。
【００１２】実施例２〜１１ 一連の材料Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ2-z Ｌａz Ｃｕ2
Ｏ7+h （ｚ＝0.1,0.15,0.20,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.
7,0.8) が合成ＣａＳｒ2-z Ｌａz Ｃｕ2 Ｏ5 による開
始以外は実施例１と同様に準備された。各材料のペレッ
トは金の開放舟形容器内で通気酸素中で１時間７００℃
で焼きなましされ、超伝導状態への遷移を促進するため
に交流磁化率で測定しながら２時間以上２００℃に冷却
された。
Ｏ7+h （ｚ＝0.1,0.15,0.20,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.
7,0.8) が合成ＣａＳｒ2-z Ｌａz Ｃｕ2 Ｏ5 による開
始以外は実施例１と同様に準備された。各材料のペレッ
トは金の開放舟形容器内で通気酸素中で１時間７００℃
で焼きなましされ、超伝導状態への遷移を促進するため
に交流磁化率で測定しながら２時間以上２００℃に冷却
された。
【００１３】材料は各々、Ｘ線粉末回折により単一相に
近いことが示された。パターンは全て単純正方晶セルに
一致する。これらの実施例の超伝導遷移温度及び格子定
数を表１に示す。
近いことが示された。パターンは全て単純正方晶セルに
一致する。これらの実施例の超伝導遷移温度及び格子定
数を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】実施例１２〜１４ 一連の材料Ｔｌ0.5+x Ｐｂ0.5-x ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7
（ｘ＝0.1, 0.2及び0.3 ) は、ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ5 に
一致する組成の大気中での１６時間８２０℃での反応開
始以外は、実施例２〜１１と同様に準備された。化学量
論量のＴｌ2 Ｏ 3 及びＰｂＯを添加、粉砕して混合物を
ペレット状に圧縮した。これらは金の袋中に酸素雰囲気
下で密封されて、通気酸素中で３時間９５０℃で反応さ
れ、急冷した後、ペレットは酸素雰囲気下で７００℃で
１時間焼きなましして、２時間以上２００℃に冷却し
た。試料はＸ線回折で調べられ、図３におけるＸＲＤパ
ターンで示されるような単一相に近いことが証明され
た。初期反磁性及びゼロ電気抵抗で測定された超伝導臨
界温度は正方セルに一致した格子定数とともに表２に示
される。
（ｘ＝0.1, 0.2及び0.3 ) は、ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ5 に
一致する組成の大気中での１６時間８２０℃での反応開
始以外は、実施例２〜１１と同様に準備された。化学量
論量のＴｌ2 Ｏ 3 及びＰｂＯを添加、粉砕して混合物を
ペレット状に圧縮した。これらは金の袋中に酸素雰囲気
下で密封されて、通気酸素中で３時間９５０℃で反応さ
れ、急冷した後、ペレットは酸素雰囲気下で７００℃で
１時間焼きなましして、２時間以上２００℃に冷却し
た。試料はＸ線回折で調べられ、図３におけるＸＲＤパ
ターンで示されるような単一相に近いことが証明され
た。初期反磁性及びゼロ電気抵抗で測定された超伝導臨
界温度は正方セルに一致した格子定数とともに表２に示
される。
【００１６】
【表２】
【００１７】図４は表１及び表２のＴｃデータのｚ及び
ｘに対する曲線を示す。Ｘ−目盛で示されるようにタリ
ウム含量の増加によって、空孔濃度が過剰タリウムによ
り増加することを確認するＴｃが緩やかに下降する。ｘ
及びｚ即ち過剰タリウム及びＳｒ置換水準を同時に調整
することにより例えばｚ−ｘ＝0.2を保証することによ
ってＴｃを最大値にできることは充分に推測できる。
ｘに対する曲線を示す。Ｘ−目盛で示されるようにタリ
ウム含量の増加によって、空孔濃度が過剰タリウムによ
り増加することを確認するＴｃが緩やかに下降する。ｘ
及びｚ即ち過剰タリウム及びＳｒ置換水準を同時に調整
することにより例えばｚ−ｘ＝0.2を保証することによ
ってＴｃを最大値にできることは充分に推測できる。
【００１８】前述のとおり、本発明をその好ましい形態
及び実施例を含めて説明した。焼結セラミックの形態以
外の形態、即ち特に具体例として挙げた以外の薄膜、厚
膜、単結晶、フィラメント及び粉末の形態における誘導
物質の製造もまた、前述の内容例えばプラズマ、気体、
液体、ゾル、ゲル或いは固体蒸着及び反応を概観すれ
ば、当業者の理解の範囲内となるであろう。本発明の範
囲は各請求項によって定めるとおりである。
及び実施例を含めて説明した。焼結セラミックの形態以
外の形態、即ち特に具体例として挙げた以外の薄膜、厚
膜、単結晶、フィラメント及び粉末の形態における誘導
物質の製造もまた、前述の内容例えばプラズマ、気体、
液体、ゾル、ゲル或いは固体蒸着及び反応を概観すれ
ば、当業者の理解の範囲内となるであろう。本発明の範
囲は各請求項によって定めるとおりである。
【図１】 Ｔｌ2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10、Ｔｌ0.5 Ｐ
ｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 及びＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 Ｃａ
Ｓｒ1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ7+h の各Ｘ線回折パターン図
ｂ0.5 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ7 及びＴｌ0.5 Ｐｂ0.5 Ｃａ
Ｓｒ1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ2 Ｏ7+h の各Ｘ線回折パターン図
【図２】 Ｔｌ0.5 Ｐｂ0.5 ＣａＳｒ1.8 Ｌａ0.2 Ｃｕ
2 Ｏ7+h ペレットの直流抵抗率及び交流磁化率と温度と
の関係を示す図
2 Ｏ7+h ペレットの直流抵抗率及び交流磁化率と温度と
の関係を示す図
【図３】 Ｔｌ0.5+xＰｂ0.5-xＣａＳｒ2Ｃｕ2Ｏ7（ｘ＝
0.1〜0.3）のＸ線回折パターン図
0.1〜0.3）のＸ線回折パターン図
【図４】 Ｔｌ0.5Ｐｂ0.5ＣａＳｒ 2-z Ｌａ z Ｃｕ2Ｏ7と
Ｔｌ0.5+xＰｂ0.5-xＣａＳｒ2Ｃｕ2Ｏ7についてのｚと
ｘに対するＴｃ（Ｒ＝０）曲線を示す図
Ｔｌ0.5+xＰｂ0.5-xＣａＳｒ2Ｃｕ2Ｏ7についてのｚと
ｘに対するＴｃ（Ｒ＝０）曲線を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーレイ ロバート プレスランド ニュージーランド国、イーストボルン、 マヒナ ベイ、マヒナ ベイ ロード ４／１ (56)参考文献 ＬＩＵ ｅｔ ａｌ．，，Ｔｈｅ ｆ ａｂｉｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈ ａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ＴＩ ０．５Ｐｂ０．５（Ｃａ１−ｘＭｘ）Ｓ ｒ２Ｃｕ２Ｏ２ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｗｉｔｈ ，Ｊａｐｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ ｓｉｃｓ，日本，ｖｏｌ．28，Ｎｏ. ７，Ｌ1179−Ｌ1181 ＩＴＯＨ Ｔ．ｅｔ ａｌ．，，Ｓｕ ｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎ ｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ（ＴＩ, Ｐｂ）（（Ｅｕ．Ｌａ），Ｓｒ）２Ｃｕ Ｏｘ，Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａ ｌ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ ｃｓ，日本，Ｖｏｌ．28，Ｎｏ．10，Ｌ 1790−Ｌ1792 ＳＵＢＲＡＭＡＮＩＡＮ Ｍ．Ａ．ｅ ｔ ａｌ．，，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ−Ｐ ｒｏｐｅｒｔｙ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｉ ｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ＴＩ−Ｏ ｌａｙｅｒ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔ ｏｒ ＴＩＳｒ２−ｘＲｘＣａＣｕ２Ｏ ７（Ｒ＝Ｌａ，Ｐｒ ｏｒＮｄ），Ｍａ ｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂ ｕｌｌｅｔｉｎ，Ｖｏｌ．25，899−907 ＫＷＥＩ Ｇ．Ｈ．ｅｔ ａｌ．，, Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＴＩ（Ｓｒ ０．65Ｎｄ０．35）２ＣａＣｕ２Ｏ７, Ｐｈｙｓｉｃａ Ｃ，Ｖｏｌ．168，521 −529 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 1/00,15/00 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ) ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】Ｔｌ 0.5 Ｐｂ 0.5 ＣａＳｒ 2-z Ｌａ z Ｃｕ 2 Ｏ 7
（式中、0.15≦ｚ≦0.3である）を有し、１０１Ｋより
高温で超伝導性を示す希土置換タリウム基超伝導体。 - 【請求項２】Ｔｌ 0.5 Ｐｂ 0.5 ＣａＳｒ 1.8 Ｌａ 0.2 Ｃｕ 2
Ｏ 7 である請求項１に記載の希土置換タリウム基超伝導
体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NZ23263390A NZ232633A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Superconducting materials: rare earth metal-substituted thallium-based compositions |
| NZ232633 | 1990-02-21 | ||
| NZ23338890 | 1990-04-27 | ||
| NZ23401490A NZ234014A (en) | 1990-02-21 | 1990-06-11 | Superconducting materials: rare earth metal-substituted thallium-based compositions |
| NZ233388 | 1990-06-11 | ||
| NZ234014 | 1990-06-11 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06206723A JPH06206723A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3291628B2 true JP3291628B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=27353616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02757091A Expired - Fee Related JP3291628B2 (ja) | 1990-02-21 | 1991-02-21 | 希土置換タリウム基超伝導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291628B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-21 JP JP02757091A patent/JP3291628B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| ＩＴＯＨ Ｔ．ｅｔ ａｌ．，，Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ（ＴＩ，Ｐｂ）（（Ｅｕ．Ｌａ），Ｓｒ）２ＣｕＯｘ，Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，日本，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１０，Ｌ１７９０−Ｌ１７９２ |
| ＫＷＥＩ Ｇ．Ｈ．ｅｔ ａｌ．，，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＴＩ（Ｓｒ０．６５Ｎｄ０．３５）２ＣａＣｕ２Ｏ７，Ｐｈｙｓｉｃａ Ｃ，Ｖｏｌ．１６８，５２１−５２９ |
| ＬＩＵ ｅｔ ａｌ．，，Ｔｈｅ ｆａｂｉｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ＴＩ０．５Ｐｂ０．５（Ｃａ１−ｘＭｘ）Ｓｒ２Ｃｕ２Ｏ２ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｗｉｔｈ ，Ｊａｐｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，日本，ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．７，Ｌ１１７９−Ｌ１１８１ |
| ＳＵＢＲＡＭＡＮＩＡＮ Ｍ．Ａ．ｅｔ ａｌ．，，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ−Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ＴＩ−Ｏ ｌａｙｅｒ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＴＩＳｒ２−ｘＲｘＣａＣｕ２Ｏ７（Ｒ＝Ｌａ，Ｐｒ ｏｒＮｄ），Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，Ｖｏｌ．２５，８９９−９０７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06206723A (ja) | 1994-07-26 |
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