JPH0312310A - 超伝導物質およびその製造方法 - Google Patents
超伝導物質およびその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0884—Treatment of superconductor layers by irradiation, e.g. ion-beam, electron-beam, laser beam or X-rays
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/775—High tc, above 30 k, superconducting material
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- Y10S505/779—Other rare earth, i.e. Sc,Y,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu and alkaline earth, i.e. Ca,Sr,Ba,Ra
- Y10S505/78—Yttrium and barium-, e.g. YBa2Cu307
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、臨界温度以下の温度にて電気抵抗が消滅する
超伝導物質およびその製造方法に関し、さらに詳しくは
、この超伝導物質の臨界温度を増大させて、新規な超伝
導物質を製造することを特徴とする超伝導物質およびそ
の製造方法に関する。
超伝導物質およびその製造方法に関し、さらに詳しくは
、この超伝導物質の臨界温度を増大させて、新規な超伝
導物質を製造することを特徴とする超伝導物質およびそ
の製造方法に関する。
発明の技術的背景ならびにその問題点
超伝導は、通常、その物質の固有の温度（臨界温度）以
下において、その物質の電気抵抗が完全に消失する現象
として定義される。したがって超伝導物質は、この電気
抵抗が０（ゼロ）であることを利用したエネルギー節約
型の送電システム、電力貯蔵システムあるいは核磁気共
鳴断層診断装置、磁気浮上列車、発電機、超導電マグネ
ット、粒子加速器等の材料として非常に魅力的である。
下において、その物質の電気抵抗が完全に消失する現象
として定義される。したがって超伝導物質は、この電気
抵抗が０（ゼロ）であることを利用したエネルギー節約
型の送電システム、電力貯蔵システムあるいは核磁気共
鳴断層診断装置、磁気浮上列車、発電機、超導電マグネ
ット、粒子加速器等の材料として非常に魅力的である。
一方、エレクトロニクスの分野では、ジョセフソン効果
と磁束量子化を利用して磁束の検出器や記憶素子、演算
素子を作ることができる。
と磁束量子化を利用して磁束の検出器や記憶素子、演算
素子を作ることができる。
しかしながら、超伝導物質の臨界温度（Ｔｃ）は非常に
低く、たとえば、これまでよく知られている超伝導物質
は極低温の液体ヘリウム（沸点４．２Ｋ）による冷却が
不可欠で、このためそのぶん冷却コストが高く、その普
及を妨げていた。したがって、臨界温度（Ｔｃ）の高い
超伝導物質の出現が望まれていた。
低く、たとえば、これまでよく知られている超伝導物質
は極低温の液体ヘリウム（沸点４．２Ｋ）による冷却が
不可欠で、このためそのぶん冷却コストが高く、その普
及を妨げていた。したがって、臨界温度（Ｔｃ）の高い
超伝導物質の出現が望まれていた。
発明の目的
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、冷却コストの低減およびエネ
ルギーの節約をはかり得るように、より高い臨界温度（
Ｔｃ）を有する新規な超伝導物質を製造する方法を提供
することにある。
ようとするものであって、冷却コストの低減およびエネ
ルギーの節約をはかり得るように、より高い臨界温度（
Ｔｃ）を有する新規な超伝導物質を製造する方法を提供
することにある。
本発明者は、鋭意研究の結果、超伝導物質に特定イオン
を注入すれば、特別な結晶内クーロン場を利用して超伝
導を誘起させるクーパーペアを作り易くシ、その超伝導
物質における臨界温度（Ｔｃ）および電気伝導度を増大
させることを見出し、本発明を完成するに至った。
を注入すれば、特別な結晶内クーロン場を利用して超伝
導を誘起させるクーパーペアを作り易くシ、その超伝導
物質における臨界温度（Ｔｃ）および電気伝導度を増大
させることを見出し、本発明を完成するに至った。
発明の概要
本発明に係る超伝導物質は、Ｉ Ｘ １０１５ｉｏｎｓ
／ｄ以上のリンイオンが注入されていることを特徴とし
ている。
／ｄ以上のリンイオンが注入されていることを特徴とし
ている。
本発明に係る超伝導物質の第１の製造方法は、超伝導物
質に、リンイオンを注入することを特徴としている。
質に、リンイオンを注入することを特徴としている。
また本発明に係る超伝導物質の第２の製造方法は、スパ
ッタリング法によって得られた超伝導物質にリンイオン
を注入することを特徴としている。
ッタリング法によって得られた超伝導物質にリンイオン
を注入することを特徴としている。
また、特に上記超伝導物質がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−〇系超伝
導物質であることを特徴としている。
導物質であることを特徴としている。
さらに、これら超伝導物質に注入するリンイオン量は、
４ 、 ８〜８ 、 ０ （Ｘ １０１５ｉｏｎｓ／ａ
ｄ）であることを特徴としている。
４ 、 ８〜８ 、 ０ （Ｘ １０１５ｉｏｎｓ／ａ
ｄ）であることを特徴としている。
また、本発明に係る超伝導物質の他の製造方法は、超伝
導物質にリンイオンを注入した後、熱処理することを特
徴としている。
導物質にリンイオンを注入した後、熱処理することを特
徴としている。
発明の詳細な説明
以下、本発明に係る超伝導物質およびその製造方法につ
いて具体的に説明する。
いて具体的に説明する。
本発明においてイオン注入される超伝導物質は、結晶構
造がペロブスカイト型で、本発明の目的の達成に悪影響
を与えないかぎり、前記超伝導物質以外の不純物と見ら
れる金属または非金属元素が共存することをさまたげな
い。
造がペロブスカイト型で、本発明の目的の達成に悪影響
を与えないかぎり、前記超伝導物質以外の不純物と見ら
れる金属または非金属元素が共存することをさまたげな
い。
また、これら超伝導物質の試料の作製は、スパッタリン
グ法によって得られた超伝導物質であってもよく、また
焼結法によって得られた超伝導物質であってもよい。
グ法によって得られた超伝導物質であってもよく、また
焼結法によって得られた超伝導物質であってもよい。
次に作製された超伝導薄膜をターゲット（素材）として
、リンイオン（Ｐ＋）を該超伝導薄膜に注入するにあた
って、リンイオン（Ｐ＋）を制御性良く照射することが
可能なイオン注入装置が導入される。
、リンイオン（Ｐ＋）を該超伝導薄膜に注入するにあた
って、リンイオン（Ｐ＋）を制御性良く照射することが
可能なイオン注入装置が導入される。
このイオン注入装置は、たとえば放射性同位元素注入装
置、タンデム型ペレトロン、Ｄｘｎｌｙｓｔｋ社９８０
０型イオン注入装置等のイオン注入装置であればよい。
置、タンデム型ペレトロン、Ｄｘｎｌｙｓｔｋ社９８０
０型イオン注入装置等のイオン注入装置であればよい。
しかして、前記超伝導薄膜に注入されるリンイオン（Ｐ
＋）の注入量は常温〜７００℃の温度において、ＤｏＩ
ｅ量１ 、 ０ （Ｘ １０１５ｉｏｎｓ／ｃｎｆ）以
上であり、好ましくは４． ８〜８． ０ （ＸＩＯ１
５ｉｏｎｓ／ｄ）である。この場合リンイオン注入量が
１．０（Ｘ ＩＱ１５ｉｏｎｓ／ ｃｎｆ）以下である
と超伝導を担うキャリア対の生成が少ないので、臨界温
度（Ｔｃ）および電気伝導度の増大がみられず本発明の
効果が得られない。
＋）の注入量は常温〜７００℃の温度において、ＤｏＩ
ｅ量１ 、 ０ （Ｘ １０１５ｉｏｎｓ／ｃｎｆ）以
上であり、好ましくは４． ８〜８． ０ （ＸＩＯ１
５ｉｏｎｓ／ｄ）である。この場合リンイオン注入量が
１．０（Ｘ ＩＱ１５ｉｏｎｓ／ ｃｎｆ）以下である
と超伝導を担うキャリア対の生成が少ないので、臨界温
度（Ｔｃ）および電気伝導度の増大がみられず本発明の
効果が得られない。
さらに、リンイオン（Ｐ＋）注入後、必要に応じて酸素
の雰囲気中にて、熱処理される。この熱処理する理由は
、イオンを注入することによって、結晶中に多数の格子
欠陥が発生するが、この熱処理は、イオン注入によって
生じた格子欠陥を熱的に消去することと、原子を局所的
に配置させるためのものである。
の雰囲気中にて、熱処理される。この熱処理する理由は
、イオンを注入することによって、結晶中に多数の格子
欠陥が発生するが、この熱処理は、イオン注入によって
生じた格子欠陥を熱的に消去することと、原子を局所的
に配置させるためのものである。
発明の効果
以上から明らかなように、本発明によれば、超伝導物質
にリンイオン（Ｐ＋）をイオン注入することにより、そ
の臨界温度および電気伝導度を増大させることができ、
その加工方法も含めて産業上の利用価値は高い。
にリンイオン（Ｐ＋）をイオン注入することにより、そ
の臨界温度および電気伝導度を増大させることができ、
その加工方法も含めて産業上の利用価値は高い。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。
実施例に限定されるものではない。
実施例Ｉ
ＹＢａ Ｃｕ Ｏの組成物の焼成物をター２ ３７
−δ ゲットとして、パルスレーザ−スパッタリング法により
、到達真空度１０’Ｔｏｒｒの容器の中で酸素ガス雰囲
気中において、酸化マグネシウム（Ｍｇ２）を基板とし
て、該基板温度７００℃で、該基板上に３０００人の膜
厚のＹ Ｂ ａ ２ Ｃｕ ３０ の超伝導物質の薄
膜を形成したものが試料７−δ として使用された。
−δ ゲットとして、パルスレーザ−スパッタリング法により
、到達真空度１０’Ｔｏｒｒの容器の中で酸素ガス雰囲
気中において、酸化マグネシウム（Ｍｇ２）を基板とし
て、該基板温度７００℃で、該基板上に３０００人の膜
厚のＹ Ｂ ａ ２ Ｃｕ ３０ の超伝導物質の薄
膜を形成したものが試料７−δ として使用された。
このとき、形成された膜はＹ Ｂ ａ ２ Ｃｕ ３０
の組成を有し、臨界温度（Ｔｃ）７８にの超７−δ 伝導物質であった。
の組成を有し、臨界温度（Ｔｃ）７８にの超７−δ 伝導物質であった。
次に上記超伝導物質の薄膜（ＹＢａ Ｃｍ Ｏ）２
３７−δ をイオン注入装置のターゲツト室に入れ、常温において
、１２０ＫｅＶに加速されたリンイオン（Ｐ＋）が前記
超伝導物質の薄膜にＤｏｍｅ量６×１０１５ｉｏｎｓ／
ａｄ注入された。注入後、該試料に９２０℃で１時間
熱処理が加えられた。このよう＋ にしてリンイオン（Ｐ ）が注入されたＹ Ｂ ａ
２Ｃｕ Ｏの臨界温度（Ｔｃ）は８２にとなり、３７
−δ 新規な超伝導物質が製造された。
３７−δ をイオン注入装置のターゲツト室に入れ、常温において
、１２０ＫｅＶに加速されたリンイオン（Ｐ＋）が前記
超伝導物質の薄膜にＤｏｍｅ量６×１０１５ｉｏｎｓ／
ａｄ注入された。注入後、該試料に９２０℃で１時間
熱処理が加えられた。このよう＋ にしてリンイオン（Ｐ ）が注入されたＹ Ｂ ａ
２Ｃｕ Ｏの臨界温度（Ｔｃ）は８２にとなり、３７
−δ 新規な超伝導物質が製造された。
このリンイオン（Ｐ＋）を注入する前と注入後の抵抗率
の温度特性を第１図に示し、リンイオン（Ｐ＋）を注入
したＤｏＩｅ量に対する試料の抵抗値とリンイオン（Ｐ
＋）を注入しない試料の抵抗値との抵抗比率変化の様子
を第２図に示す。
の温度特性を第１図に示し、リンイオン（Ｐ＋）を注入
したＤｏＩｅ量に対する試料の抵抗値とリンイオン（Ｐ
＋）を注入しない試料の抵抗値との抵抗比率変化の様子
を第２図に示す。
実施例２
いずれも純度９９．９％以上を有するＹ ２０３、Ｂａ
Ｃ０、ＣｕＯ粉末、各々、０． ７５７５ ｇ。
Ｃ０、ＣｕＯ粉末、各々、０． ７５７５ ｇ。
２、 ６５１８ ｇ、 １． ６０１２ ｇはメノウ乳
鉢で３０分間攪拌され、ルツボに入れられて９５０℃、
酸素ガス流量０．５１１７分中において、１６時間焼結
された。焼結後、メノウ乳針で粉砕し、再度、酸素ガス
流量０．５１／分中において９５０℃で１６時間焼結さ
れた。焼結後、メノウ乳鉢で再度粉砕し、５０００ｋｇ
／ｃｆｆｌの圧力で１０φＸ１ｍａ＋の試料が作製され
た。次いでこの試料は再度、酸素ガス流量０．５１／分
中において９５０℃、１６時間焼結された。
鉢で３０分間攪拌され、ルツボに入れられて９５０℃、
酸素ガス流量０．５１１７分中において、１６時間焼結
された。焼結後、メノウ乳針で粉砕し、再度、酸素ガス
流量０．５１／分中において９５０℃で１６時間焼結さ
れた。焼結後、メノウ乳鉢で再度粉砕し、５０００ｋｇ
／ｃｆｆｌの圧力で１０φＸ１ｍａ＋の試料が作製され
た。次いでこの試料は再度、酸素ガス流量０．５１／分
中において９５０℃、１６時間焼結された。
これによって、ＹＢａ Ｃｕ Ｏの組成を２ ３７
−δ 有する臨界温度（Ｔｃ）７８にの超伝導物質が作製され
た。
−δ 有する臨界温度（Ｔｃ）７８にの超伝導物質が作製され
た。
次に、このＹＢａ Ｃｕ Ｏの組成を有す２ ３７
−δ る超伝導物質を鏡面仕上げをしてイオン注入装置のター
ゲット室入れ、１２０ＫｅＶに加速されたリンイオン（
Ｐ＋）が前記超伝導物質に［１ｏｓｅ量６Ｘ １０１５
ｉｏｎｓ／ ａｌ注入された。注入後、該試料に９２０
℃で１時間熱処理が加えられた。このようにしてリンイ
オン（Ｐ＋）が注入されたＹＢａＣｕ Ｏの臨界温度
（Ｔｃ）は８２にとなり、３７−δ 新規な超伝導物質が作製された。
−δ る超伝導物質を鏡面仕上げをしてイオン注入装置のター
ゲット室入れ、１２０ＫｅＶに加速されたリンイオン（
Ｐ＋）が前記超伝導物質に［１ｏｓｅ量６Ｘ １０１５
ｉｏｎｓ／ ａｌ注入された。注入後、該試料に９２０
℃で１時間熱処理が加えられた。このようにしてリンイ
オン（Ｐ＋）が注入されたＹＢａＣｕ Ｏの臨界温度
（Ｔｃ）は８２にとなり、３７−δ 新規な超伝導物質が作製された。
第１図はＹＢａ Ｃｕ Ｏにリンイオン２ ３７−
δ （Ｐ＋）を注入する前と注入後の抵抗率の温度特性を示
し、第２図はＹＢａ Ｃｕ Ｏにリン２ ３７−δ イオン（Ｐ＋）を注入したＤｏｓｅ量に対する抵抗値と
リンイオン（Ｐ＋）を注入しない場合の抵抗値との抵抗
比率変化の様子を示す。
δ （Ｐ＋）を注入する前と注入後の抵抗率の温度特性を示
し、第２図はＹＢａ Ｃｕ Ｏにリン２ ３７−δ イオン（Ｐ＋）を注入したＤｏｓｅ量に対する抵抗値と
リンイオン（Ｐ＋）を注入しない場合の抵抗値との抵抗
比率変化の様子を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）１×１０＾１＾５ｉｏｎｓ／ｃｍ＾３以上のリンイ
オンが注入されていることを特徴とする超伝導物質。 ２）超伝導物質に、リンイオンを注入することを特徴と
、する超伝導物質の製造方法。 ３）スパッタリング法によって得られた超伝導物質に、
リンイオンを注入することを特徴とする超伝導物質の製
造方法。 ４）超伝導物質がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導物質であ
る請求項第２項または第３項に記載の超伝導物質の製造
方法。 ５）超伝導物質に注入するリンイオン量が４．８〜８．
０（×１０＾１＾５ｉｏｎｓ／ｃｍ＾３）である請求項
第２項から第４項のいずれかに記載の超伝導物質の製造
方法。 ６）超伝導物質にリンイオンを注入した後、熱処理する
ことを特徴とする請求項第２項から第５項に記載の超伝
導物質の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144479A JPH0312310A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 超伝導物質およびその製造方法 |
| US07/534,273 US5102861A (en) | 1989-06-07 | 1990-06-07 | Superconductive materials implanted with phosphorus ions and process for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144479A JPH0312310A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 超伝導物質およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312310A true JPH0312310A (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15363266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144479A Pending JPH0312310A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 超伝導物質およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5102861A (ja) |
| JP (1) | JPH0312310A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61117547A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 感光性平版印刷版の処理方法 |
| JP2007236438A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Jms Co Ltd | 医療用瓶針 |
| US8749276B2 (en) | 2010-10-13 | 2014-06-10 | Ricoh Company, Ltd. | Signal buffer circuit, sensor control board, image scanner, and image forming apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0891837A (ja) * | 1994-09-16 | 1996-04-09 | Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | 酸化物超電導体およびその製造方法 |
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| JPH01192758A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-08-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超伝導セラミックス |
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-
1990
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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