JPH02233526A - 酸化物高温超伝導材料およびこれを使用したオンオフ超伝導スイツチング素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超伝導臨界温度１００Ｋがら１５０Ｋの範囲
を有する酸化物高温超伝導材料およびこれを使用した超
伝導エレクトロニクスデバイス（電子装置）に関し、さ
らに詳しくは超伝導臨界温度がより高い新規なオンオフ
超伝導スイッチング素子に関する。

（従来の技術〕 超伝導材料は、電力貯蔵、核融合炉、磁気浮上列車、電
磁推進船、超低損失送電等の他に超高速コンピュータに
おけるジョセフソン素子等多＜の分野において極めて有
用な材料として注目されている。

本発明は、各種超伝導応用機器やエレクトロニクスデバ
イス等への応用化に最適な酸化物高温超伝導材料および
これを使用したオンオフ超伝導スイッチチング素子に関
する。

超伝導特性は、電気抵抗対温度特性において常伝導状態
あるいは半導体伝導状態から超伝導状態に移るときの臨
界温度（または転移温度とも呼ばれる）で定義され、超
伝導開始温度Ｔｃと電気抵抗がゼロを示す温度Ｔｃｏの
他にマイスナー効果によって評価される。

従来の高温超伝導材料としては、Ｌａ　　（ランタン）
系やＹ（イットリウム）系等の酸化物超伝導材料があり
、いずれも組成範囲が狭く、再現性が劣り、高いＴｃま
たはＴｃｏが期待できない等多くの欠点と問題点があっ
た。その後、１９８８年頃から新しいＢＳＣＣＯ系酸化
物超伝導材料が開発された（Ｈ，Ｍａｅｄａ，Ｙ．Ｔａ
ｎａｋａ，Ｍ．Ｆｕｋｕｔｏｍｉ　　ａｎｄ　　Ｔ．Ａ
ｓａｎｏ：Ｊｐｎ．Ｊ，Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ
，２７．Ｎｏ．２　（１９８Ｂ），ｐ．Ｌ２０９）．こ
のＢＳＣＣＯ系はＢｉ（ビスマス）、Ｓｒ（ストロンチ
ウム）、Ｃａ（カルシュウム）、Ｃｕ（ｗＩＩ）および
Ｏ（酸素）の元素から構成され、１：１：ｌ：２：Ｘの
化学量論的組成において高Ｔｃ相のＴｃｏが１０５Ｋと
云う画期的な高温超伝導特性を示す超伝導材料であるこ
とが明らかにされている。しかしながら、このＢＳＣＣ
Ｏ系超伝導材料のＴｃｏは低ＴＣ相が存在するために液
体窒素温度７７Ｋより若干高い８０Ｋを示すに留まって
いた。

酸化物高温超伝導材料のＴｃに関しては、室温付近の３
００Ｋを有する高温超伝導材料が発見されたという解説
もみられるが（例えば、根岸：熱処理、第２８巻、第２
号＜１９８８），Ｐ．７０）、一般的にはＴｌ　（タリ
ウム）系のＴｃｏ＝１２５Ｋが最も高く、信頼できる値
となっている（例えば、中原：電子情報通信学会誌、Ｖ
ｏｊ！，７１，Ｎｏ．９　　（１９８８）．ｐ．９４５
）。しかしながら、このＴｌ系の場合は、毒性が強いた
め取り扱いに《いことが応用化にとって最大の難点とな
っている。

また応用的には、極低温において電気回路のオンオフ動
作を行うオンオフスイッチ用Ｂａ（バリウム）一Ｓｃ（
スカンジウム）−Ｃｕ（ｗＩ４）系酸化物超伝導材料が
既に開示されている特開昭６３−２７６２８２号）。こ
のＢａ−Ｓｃ−Ｃｕ系酸化物超伝導材料は臨界温度が約
１７０Ｋで非常に高いようであるが、超伝導特性が極端
に不安定で、再現性に劣るので、特殊な製造の工夫や取
り扱いにおける注意が必要である。したがって、ＢａＳ
ｃ−Ｃｕ系酸化物超伝導材料を使用したオンオフ超伝導
スイッチング素子は当然ながら安定した性能が得られな
い。

そこで多くの研究者らによってＴｃｏが比較的高く、安
定性に優れたＢＳＣＣＯ系が見直され、その特性改善が
積極的に行われてきた。その内で、ＢＳＣＣＯ系のＢｉ
（ビスマス）の一部をＰｂ（鉛）で置換すると高Ｔｃ相
（３７人相）の生成を促進し、高Ｔｃ相の占める割合が
９０％以上にも達し、しかもＴｃｏがｐｂを添加しない
場合より約２．　７　Ｋも高い１０７Ｋという画期的な
高温超伝導特性が得られることが報告されている（小田
ら：粉体および粉末冶金、第３５巻、第５号（１９８８
）　、ｐ．４２４）。この努力は残念ながらＢｓｃｃｏ
系へのｐｂ添加によって高Ｔｃ相の単相化が改善された
だけで、Ｔｃｏの向上に対する寄与はほとんどみられず
、応用化への見通しも得られていないのが現状である。

またＢＳＣＣＯ系のＢｉ（ビスマス）をＡＩ＜アルミニ
ウム）で置換すると、電気抵抗対温度特性の１１４Ｋの
温度において僅かな異常性が観測されたという報告があ
るが、Ｔｃｏはあまり向上していない（Ｃ．Ｗ．Ｃｈｕ
　　ｅｔ　　ａｌ．：Ｐｈｙｓ，Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ，Ｖｏｌ．６０，Ｎｏ．１０，　　（１９８８），ｐ
．９４１）。

さらにまた、ある種の高温超伝導材料においては酸素量
が高温超伝導特性に大きく影響しているとの報告もあり
、この事実が応用化を困難にしているものと考えられる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

超伝導特性の改善に関する研究は近年一段と進展しつつ
あるが、前節でも述べたように多《の難問がある。また
応用化を考慮した場合には作業性の高能率化や低コス１
・化等の他に各種超伝導応用機器や超伝導エレクトロニ
クスデバイス（電子装Ｗ．）等においてもできるだけ高
い温度で動作することが必要条件である。

その観点からより高いＴｃおよび７ｃｏを有する超伝導
材料の開発が待たれる。本発明は以上の事情を鑑みてな
されたもので、７ｃｏが１００Ｋから１５０Ｋの範囲を
有し、超伝導特性が優れ、Ｔｌ　（タリウム）系超伝導
材料のような毒性による危険性が全くなく、かつ製造プ
ロセスにおいて酸素量の難しい制御を必要とせず、実用
性に優れた新規の酸化物高温超伝導材料および該超伝導
材料を用いたオンオフ超伝導スイッチング素子を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究した
結果．遂に下記の化学式で表される組成、特に酸素の原
子半径（０．６１人）に近い元素としての、朋素（Ｂ）
、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）およびフッ素（Ｆ）を含む酸
化物高温超伝導材料とじてＸ，Ｙ，Ｚ及びδをモル組成
比として、Ｂ　ｉｏ．？（Ｐ　ｂ，−．　ＡＩＸ　）　
（＋．３　Ｍｙ　Ｓ　ｒ＋．。

Ｃａ，，。Ｃｕ２０　　で表わされる材料（ただし、Ｘ
，Ｙ，Ｚおよびδはそれぞれ０．０≦Ｘ＜０．７、０．
０００５　＜　Ｙ　＜　１．０、　１．５＜Ｚ＜３．５
および４．０＜δ＜　１０．０を満たす数であり、また
ＭはＢ，Ｃ，ＮあるいはＦの内１種または２種以上から
なる。）を実験的に見い出した。

文献（斗内ら：粉体および粉末冶金、第３３巻、第９号
、（１９８８），ｐ．９９７）によると、超伝導材料の
Ｔｃを向上させるためにはＣｕＯ平面の増大あるいはＣ
ｕ−０の結合状態の変調が不可欠であると述べてある。

また別の文献（室町：日本応用磁気学会誌、Ｖｏ１．１
２，Ｎｏ，５（１９８８），　　ｐ．５７６）によると
、超伝導特性は酸素の欠陥量に大きく依存すると述べて
ある。

即ちある種の超伝導材料では酸素欠陥によるＴｃの減少
が極めて大きいことを物語っている。

一般に超伝導材料はその作成プロセスにおいて、酸素の
変動は避けられないのが現状である。従つて酸素を供給
しながら超伝導特性の劣化を防ぐ努力が盛んに研究され
ている。

そこで本発明者らは酸素元素（０）の原子半径（０．６
１人）が一般の金属や非金属等に比べてかなり小さいこ
とに注目し、この酸素の欠陥部分を補うために酸素の原
子半径に近い元素で埋めることによって、超伝導特性の
改善が行えるものと判断した。

酸化物超伝導材料の作製は通常ゾルゲル法、熱分解法、
粉末焼結法やスバツタ法などの種々な方法が提案されて
いるが、最大の問題点は製造プロセス中における酸素量
の変動によって，超伝導特性に大きな影響を与えるとい
うことである。本発明者らは酸素の欠陥防止と銅と酸素
のイオン結合力を強めるための元素として、朋素、炭素
、窒素およびフッ素が極めて有効であることを多くの実
験結果によって見出した。表１には実験から得られた代
表的なＢ　ｉ−Ｐｂ−Ａ！−　（Ｂ，Ｃ．Ｎ，Ｆ）−Ｓ
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系酸化物超伝導材料と、比較例Ａ　
（Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系）および比較例Ｂ　（
Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ一〇系）のＴｃおよびＴ
ｃｏの数値を比較して示表１．本発明による超伝導材料
と比！ＩＩＡ及び比較例ＢのＴｃおよびＴｃｏの実験結
果本発明は、液体水素沸点以上の温度で安定したスイッ
チング動作が行えるオンオフ超伝導スイッチング素子お
よびこれに用いるための化学式Ｂ　ｉ（１．７　（Ｐ　
ｂｌ−ｘ　Ａ　ｌｘ　）　０．３　ＭｖＳ　ｒ　（．ｏ
Ｃ　ａ　．，．Ｃ　ｕ．０５ で表される酸化物高温超伝導材料に関するものである。

ここでＸ，Ｙ，Ｚおよびδはモル組成比を表わしそれぞ
れ０．０　≦Ｘ　＜　０．７　、０．０００５　＜　Ｙ
　＜　１．０　、１．５　＜　Ｚ　＜３．５および４．
０＜δ＜　１０．０、好ましくは０．０　≦Ｘ＜０．０
０１　、０．００１　＜Ｙ＜０．０１．．１．５＜Ｚ＜
２．５および６．０＜δ＜８．０　、またＭのＢ１Ｃ，
ＮおよびＦは、それぞれ０．０００５＜　Ｂ　＜０．５
、０．００１　＜　Ｃ　＜０．５　、０．０００５＜　
Ｎ　＜０．００１および０．００１　＜　Ｆ　＜０．０
１好ましくは０．００１　＜　Ｂ　＜０．０１、０．０
０１　＜Ｃ＜０．０１、０．０００５　＜　Ｎ　＜　０
．０００７および０．００１　＜　Ｆ　＜０．００５の
組成比範囲である。これによって本発明の酸化物高温超
伝導材料の臨界温度は１００Ｋから１５０Ｋの範囲また
は１１５Ｋから１５０Ｋの範囲の高い値が得られている
。

上述の元素Ａ１、Ｂ，Ｃ，ＮＳＦ，Ｃｕおよび０の組成
比範囲の限定理由は、それぞれ表２から表８において示
されている。すなわち表２ではＡβ、表３ではＢ、表４
では”０１表５ではＮ、表６ではＦ１表７ではＣ　ｕ　
％および表８ではＯのそれぞれ組成比範囲と超伝導特性
に与える影響、効果について実験結果をもとにまとめら
れている。表２から表８において◎印は優れている、Ｏ
印はやや優れている。Δ印はやや劣っている、Ｘ印は劣
っていると云う評価特性を相対的に示している。

表 ２．　ＡＩ　（アルミニウム）の組成比範囲とその超伝
導特性に与える影響表 ３． Ｂ（朋，！ｌ）の組成比範囲とその超伝導特性に与える
影響表 ４． Ｃ（炭素）の組成比範囲とその超伝導特性に与える影響
表 ５．Ｎ（窒ｌＡ）の組成比範囲とその超伝導特性に与え
る影響Ｆ（フツｌＡ）の組成比範囲とその超伝導特性に
与える影響８，Ｏ（酸素）の組成比範囲とその超伝導特
性に与える影響表 ７． Ｃｕ（銅）の組成比範囲とその超伝導特性に与える影響
〔実施例〕 以下に実施例を示して、本発明について詳細に説明する
。もらろんこの発明は以下に述べる実施例によって限定
されるものではない。

Ｂｉ−Ｐｂ　−’Ｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０の組成比が
０．７　　：ｏ．３：ｏ．ｏｏ７：　１　：　１　：ｔ
．ａ　　：　７になるように配分した超伝導体の作製な
らびに評価についてつぎに説明する。まずＢｌ２０３、
ＰｂＯ、ＢＺ　Ｏ，　、ＳｒＣＯ３　　：　ＣａＣＯ，
およびＣｕＯ等の原料粉末（いずれも純度９９．９９％
以上）の総量１０ｇを化陶型乳鉢にて十分に混合する。

またこれとは別に原料ｌｏｎｇをボールミルにて２日間
混合して特性等の比較を行う。つぎにその一部をアルミ
ナボート（規格名ＳＳＡ−Ｈ）に入れ大気中８２５℃で
１１時間仮焼き後、室温にて乳鉢内で粉砕混合する。得
られた粉末１ｇを秤量して油圧プレス機にて直径２０ｍ
ｍφ×厚さｌｍｍｔの円板状ベレットに成形する。この
際のプレス圧力は約４ｔｏｎ／ｃｍ”とする。ベレット
の本焼成はベレットを多孔質高純度アルミナ板に載せ、
大気中８５０℃で２００ｈｒ行った後、大気中に素早く
取り出し急冷する。得られたベレットをＳＥＭ（走査電
子顕微鏡）で観察した結果、板状の大型結晶が積層して
おりぼぼ完全な高Ｔｃ相から構成されていることが分か
った。

ベレットの超伝導特性の評価は、電気抵抗とマイスナー
効果によって行った。前者では、液体窒素用クライオス
タット、精密直流定電流電源、温度制御器、Ｘ−Ｙレコ
ーダならびに温度モニター用Ｘ−Ｔレコーダにより電気
抵抗（Ｒ）対温度（Ｔ）特性を測定した。試料はペレッ
トから幅４ｍｍ長さ約２０ｍｍに切り取り、これに恨ペ
ーストでリード線を固定した．測定法は通常の４端子法
で、電流は１ｍＡとし、温度センサはクロメルーアルメ
ル熱電対を使用した。また後者のマイスナー効果は、ペ
レットの一部を粉砕した粒度３５０メッシュの粉末約３
００ｍｇについて磁気天秤を使用して磁気（４πχ）対
温度（Ｔ）特性を測定した。

電気抵抗および磁気の測定結果は第１図に示すとおりで
ある。比較のために従来の超伝導材料Ａ（ＢＳＣＣＯ系
）およびＢ（Ｐｂ添加ＢＳＣＣＯ系）のＲ−Ｔ特性も併
せて図中に示しておいた。

本発明材料のＲ−Ｔ特性から求めたＴｃおよびＴｃｏは
それぞれ１３２Ｋおよび１２０Ｋで、ＴｃおよびＴｃｏ
の両温度間では電気抵抗がほぼ直線的な変化を示してい
る。Ｔｃｏは従来の超伝導材料のそれに比べて２０Ｋ以
上高い。

また４πχ一Ｔ特性から、室温以下Ｔｃまでは常磁性で
あるが、Ｔｃの温度以下液体窒素温度までは負の値とな
り明らかに反磁性、即ら超伝導状態にあることが証明で
きた。

つぎに別のペレットからＵ字型に切り出した超伝導体を
マグネシャ粉末で固定し、これを熱伝導度に優れた銅製
ケースに挿入して製作したオンオフ超伝導スイッチング
素子の概略構造を第２図（ａ）に示す。その性能を小型
冷凍機により調べた結果、本発明ベレットの超伝導特性
を示す温度範囲で安定性の優れたスイッチング動作を示
すことが確認された。ここで第２図（ａ）において、１
は超伝導体、２はリード線、３は電気接点材、４は銅ケ
ースおよび５は電気絶縁体である。なおオンオフ超伝導
スイッチング素子は、急激な温度変化において使用され
ることが多いため、超伝導体とリード線間の接点部分の
強度不足による動作不安定性あるいは動作不良を生ずる
ことが危惧される。したがって第２図（ｂ）〜（ｄ）の
ような形状としても差し支えない。要するに安定な導電
性が確保されれば十分で、超伝導体とリード線との接合
は実施例以外の他の構造でも充分可能である。

但し接点箇所のジュール熱等による発熱を極力抑えるこ
とが肝要である。本発明のオンオフ超伝導スイッチング
素子は構造が簡単で、しかも液体本素沸点以上の温度で
繰り返し安定した動作を行える特長がある。

実施例２　　Ｂｉ−Ｐｂ−Ａ１−Ｂ−Ｓｒ−ＣａＣｕ−
ＯＮｏＡ Ｂ−　　　　　スイ′゛　ング　　の 作ｌ， Ｂｉ−Ｐｂ−Ａｊ２−Ｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０の組成
比が０．７　　：ｏ．２９：ｏ。０１：０．００３　　
：　１　８　１　：１．８：７になるように配分した超
伝導体の作製は実施例１と同様である。実施例１以外の
原料Ａｌ２０３と市販の高純度微細粉末を使用した。得
られたベレットから切り出した試料のＲ−Ｔ特性から求
めたＴｃおよびＴｃｏはそれぞれ１２８Ｋおよび１１８
Ｋの高い値が得られた。また４πχ一Ｔ特性からＴｃ以
下の温度で超伝導状態にあることが証明できた。なお実
施例１と同様，な方法で作製したオンオフ超伝導スイッ
チング素子（第２図（ｂ）参照）の動作特性は実施例ｌ
のものに比べて安定性に優れた性能を発揮した。

盟 Ｂ　ｔ−Ｐｂ−Ｂ−Ｃ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０の組成比
が０．７　　：０，３　：ｏ．ｏｏ５：ｏ．ｏｏ２：　
１　：　１　：１．８：７になるように配分した超伝導
体の作製は実施例１と同様である。実施例ｌ以外の原料
ＣはＣａＣＯｎ粉末と市販の高純度カーボン微粒子を使
用した。得られたベレットから切り出した試料のＲ−Ｔ
特性から求めたＴｃおよびＴｃｏはそれぞれ１３２Ｋお
よび１２０Ｋの高い値が得られた。

また４πχ一Ｔ特性からＴｃ以下の温度で超伝導状態に
あることが証明できた。なお実施例１と同様な方法で作
製したオンオフ超伝導スイッチング素子（第２図（Ｃ）
参照）の動作特性は実施例ｌのものとほぼ同等の性能を
発揮した。

盟 Ｂｉ−Ｐｂ−Ｂ−Ｆ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０の組成比が
０．７　　：ｏ．３；０．００５　：０．００１　　：
　ｌ　：　１　：１．８　　：　７になるように配分し
た超伝導体の作製は、粉末焼結法の製造プロセスの一部
に有機酸塩熱分解法を取り入れた。実施例ｌ以外の原料
Ｆはフッ素系有機溶媒を使用した。得られたペレットか
ら切り出した試料のＲ−Ｔ特性から求めたＴｃおよびＴ
ｃｏはそれぞれ１２５Ｋおよび１１５Ｋの高い値が得ら
れた。また４πχ−Ｔ特性からＴｃ以下の温度で超伝導
状態になることが証明できた。

Ｂｉ−Ｐｂ−Ｂ−Ｃ−Ｎ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ　−Ｏの組
成比が０．７　　：０．３　　：０．０５：０．００１
　　：０．００８：ｌ：ｌ１．６：７になるように配分
した超伝導体の作製は、実施例１とほぼ同様であるが、
仮焼および本焼成においては乾燥した窒素ガス（Ｎ２）
を通じながら行った。得られたペレットから切り出した
試料のＲ−’Ｔ特性から求めたＴｃおよびＴｃｏはそれ
ぞれ１２５ＫおよびＩＩＯＫであった。

また４πχ一Ｔ特性からＴｃ以下の温度で超伝導状態に
あることが証明できた。なお実施例１と同様な方法で作
製したオンオフ超伝導スイッチング素子（第２図（ｄ）
参照）の動作特性は実施例１のものに比べて極めて安定
性に優れた性能を発揮した。

〔発明の効果〕 実施例１〜実施例５および表１から分かるように、本発
明の酸化物高温超伝導材料は製造プロセスにおいて酸素
の供給やその制御等繁雑な作業が省けるだけでなク、臨
界温度が従来のＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系Ｂ　ｉ−
Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超伝導材料のそれに比べ
て４０Ｋ以上も高く、液体窒素に浸漬する必要がないの
で冷却媒体の消耗が少な《て済み、しかも電気抵抗対温
度特性の再現性が優れ、かつＴｌ　（タリウム）系超伝
導材料のような毒性による危険性が全くないので取り扱
いが極めて容易である等数多くの優れた特長がある。さ
らに原料がイットリウム系やタリウム系超伝導材料に比
べて安価で、しかも何時でも何処でも手軽に入手でき、
製造しやすいという長所がある。

また本発明の酸化物高温超伝導材料を使用したオンオフ
超伝導スイッチング素子は、小型冷凍機でも安定性の優
れたスイッチング動作を発渾するため、オンオフ超伝導
スイッチング素子だけでなく各種超伝導応用機器や電子
装置（エレクトロニクスデバイス）等への応用にも大い
に期待できその材料そのものの特性とともに工業的価値
の極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で得られたＢｉ−Ｐｂ−Ｂ−Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０高温超伝導材料と比較材料ＡおよびＢの電気
抵抗（Ｒ）一温度（Ｔ）特性および磁気（４πχ）一温
度（Ｔ）特性を示す。第２図＜ａ＞〜（ｄ）は本発明の
酸化物高温超伝導体から作製したオンオフ超伝導スイッ
チング素子の製造の概略図を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びδをモル組成比として化学式が Ｂｉ＿０＿．＿７（Ｐｂ＿１＿−＿ＸＡｌ＿Ｘ）＿０＿
   ．＿３Ｍ＿ＹＳｒ＿１＿．＿０Ｃａ＿１＿．＿０Ｃｕ＿
   ＺＯ＿δ （０．０≦Ｘ＜０．７、０．０００５＜Ｙ＜１．０、１
   ．５＜Ｚ＜３．５および４．０＜δ＜１０．０）で表わ
   され、かつＭが原子半径の小さいＢ、Ｃ、ＮおよびＦの
   内１種または２種以上からなり、それぞれが０．０００
   １＜Ｂ＜０．５、０．００１＜ｃ＜０．５、０．０００
   ５＜Ｎ＜０．００１および０．００１＜Ｆ＜０．０１の
   組成比からなることを特徴とする酸化物高温超伝導材料
   。 ２、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びδをモル組成比として化学式が Ｂｉ＿０＿．＿７（Ｐｂ＿１＿−＿ＸＡｌ＿Ｘ）＿０＿
   ．＿３Ｍ＿ＹＳｒ＿１＿．＿０Ｃａ＿１＿．＿０Ｃｕ＿
   ＺＯ＿δ （０．０≦Ｘ＜０．００１、０．００１＜Ｙ＜０．０１
   、１．５＜Ｚ＜２．５および６．０＜δ＜８．０）で表
   わされ、かつＭが原子半径の小さいＢ、Ｃ、ＮおよびＦ
   の内１種または２種以上からなり、それぞれが０．００
   １＜Ｂ＜０．０１、０．００１＜Ｃ＜０．０１、０．０
   ００５＜Ｎ＜０．０００７および０．００１＜Ｆ＜０．
   ００５の組成比からなることを特徴とする酸化物高温超
   伝導材料。 ３、前記請求項１あるいは前記請求項２に記載の酸化物
   高温超伝導材料をＵ字型に成形し、前記Ｕ字型の両脚の
   内の１脚と同じ寸法の導体リード板を前記Ｕ字型酸化物
   高温超伝導材料と接合し、全体を粉末状電気絶縁体で固
   定し、さらにこれを熱伝導度に優れた銅のケースに挿入
   してなり、液体水素沸点以上の温度でスイッチング動作
   の行えることを特徴とするオンオフ超伝導スイッチング
   素子。