JPH03137018A - 酸化物系高温超電導体 - Google Patents
酸化物系高温超電導体Info
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- JPH03137018A JPH03137018A JP1271672A JP27167289A JPH03137018A JP H03137018 A JPH03137018 A JP H03137018A JP 1271672 A JP1271672 A JP 1271672A JP 27167289 A JP27167289 A JP 27167289A JP H03137018 A JPH03137018 A JP H03137018A
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Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＴＱ、Ｓｒ＋ Ｙ、Ｃｕ、Ｏを含む酸化物系超
電導体に関する。
電導体に関する。
本発明の超電導体は、超電導マグネット、磁気浮上列車
、ＭＨＩ、磁気センサー等の超電導利用機器に利用され
る。
、ＭＨＩ、磁気センサー等の超電導利用機器に利用され
る。
従来、ＴＱ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系については、ジャ
パニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・ブイジック
ス、ボリューム２７ （１９８８）。
パニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・ブイジック
ス、ボリューム２７ （１９８８）。
Ｌ１０７７〜Ｌ１０７９ページ（Ｔ、Ｎａｇａｓｈｉｍ
ａ ｅｔ。
ａ ｅｔ。
ａｌ、 Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、 ｖｏｗ
２７ （１９８８） ｐｐＬ１０７７−Ｌ１０７９）
において液体窒素温度７７Ｋを超える温度で超電状態と
なる物質が報告されている。
２７ （１９８８） ｐｐＬ１０７７−Ｌ１０７９）
において液体窒素温度７７Ｋを超える温度で超電状態と
なる物質が報告されている。
しかし、ＴＱ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超電導材料は、
超電導物質の単一相を得ることが非常に困難であるとい
われている。
超電導物質の単一相を得ることが非常に困難であるとい
われている。
本発明の目的は、容易に単一相を得ることができ、しか
も良好な超電導特性を示す新規な酸化物系超電導体を提
供することにある。
も良好な超電導特性を示す新規な酸化物系超電導体を提
供することにある。
本発明の目的は、Ｔ Ｑ ｔｓｒｚＹｌｃｕｚｏａ、ａ
−７，ａ又はＴ Ｑ ｘＳｒｘ−ｘＹｘＣｕＯδ（ここ
でＯ≦ｘ≦２．δは構成元素によって化学量論的に求ま
る値±０．５以下）よりなることを特徴とする酸化物系
超電導体によって達成される。
−７，ａ又はＴ Ｑ ｘＳｒｘ−ｘＹｘＣｕＯδ（ここ
でＯ≦ｘ≦２．δは構成元素によって化学量論的に求ま
る値±０．５以下）よりなることを特徴とする酸化物系
超電導体によって達成される。
δは通常６．５〜７．５の範囲内にあることが望ましい
。
。
我々はこれまで、酸化物系の超電導体の結晶構造と電子
状態について詳細な研究を行って来ており、その結果５
０に以上の高いＴｃを有する新しい超電導物質の開発に
関して以下の様な指導原理を得ている。
状態について詳細な研究を行って来ており、その結果５
０に以上の高いＴｃを有する新しい超電導物質の開発に
関して以下の様な指導原理を得ている。
（１）クーパーベアが形成される際に働く引力には、反
強磁性的スピンの相互作用がかかわっている。
強磁性的スピンの相互作用がかかわっている。
（２）Ｃｕを含むいわゆる高温超電導体の場合、超電導
を担うのはＣｕ−０のピラミッド部分である。
を担うのはＣｕ−０のピラミッド部分である。
（３）結晶格子中にＣｕ−〇ピラミッドを含む物質は、
たとえそれが超電導状態にならなくともある程度低温に
なれば、電子同士の相互作用が強くなり、ベアを形成し
、ボース粒子的に振舞っている。
たとえそれが超電導状態にならなくともある程度低温に
なれば、電子同士の相互作用が強くなり、ベアを形成し
、ボース粒子的に振舞っている。
（４）従って、Ｃｕ−０ピラミツドを有する結晶構造を
取る物質を合成すれば、超電導体になる可能性が高い。
取る物質を合成すれば、超電導体になる可能性が高い。
あるいは酸化物超電導体と類似の構造を有しているが、
これまでは非超電導体であると考えられていた物質であ
っても、キャリア濃度を適当にコントロールすることに
よって超電導性を発現させることができる。
これまでは非超電導体であると考えられていた物質であ
っても、キャリア濃度を適当にコントロールすることに
よって超電導性を発現させることができる。
以上の様な観点から、我々は新しい超電導物質の開発に
取り込み、今回Ｔ ｎ ｘｓｒｚＹｘｃｕｚｏｅ、ｓ−
７，ａ或いはＴ Ｍ ｔＳｒｚ−ｘＹｘＣｕＯδ（ここ
でＯ≦ｘ≦２．δは構成元素によって化学量論的に求ま
る値±０．５ 以下）よりなる電導物質を発見するに至
った。
取り込み、今回Ｔ ｎ ｘｓｒｚＹｘｃｕｚｏｅ、ｓ−
７，ａ或いはＴ Ｍ ｔＳｒｚ−ｘＹｘＣｕＯδ（ここ
でＯ≦ｘ≦２．δは構成元素によって化学量論的に求ま
る値±０．５ 以下）よりなる電導物質を発見するに至
った。
本発明の超電導体を線材として応用する場合、クエンチ
現象を防止し、安定的に超電導電流を流す為に、安定化
材である銅、銀等の良導体、良熱伝導性の金属によって
超電導物質を覆い複合化して、線材化することが望まし
い。
現象を防止し、安定的に超電導電流を流す為に、安定化
材である銅、銀等の良導体、良熱伝導性の金属によって
超電導物質を覆い複合化して、線材化することが望まし
い。
本発明の物質を合成する場合、その自由エネルギーを考
慮すると、同相反応法は非常に不利である。−度溶融状
態にした後、凝固させる方法、溶融塩に原料を溶かして
、反応後、析出させる方法等の液相を利用した方法、あ
るいはＣＶＤ （化学気相蒸着法）、ＰＶＤ （物理的
蒸着法）、溶射法等の気相あるいはプラズマを利用した
方法によって合成することが望ましい。
慮すると、同相反応法は非常に不利である。−度溶融状
態にした後、凝固させる方法、溶融塩に原料を溶かして
、反応後、析出させる方法等の液相を利用した方法、あ
るいはＣＶＤ （化学気相蒸着法）、ＰＶＤ （物理的
蒸着法）、溶射法等の気相あるいはプラズマを利用した
方法によって合成することが望ましい。
なお、本発明の考えは、Ｔｃ−８ｒ−Ｙ−Ｃｕ−〇系だ
けでなく、Ｔ Ｑ ｚＳｒｚＬｎｔＣｕｚＯｅ、ａ−７
，ａ系酸化物超電導体（ここでＬｎはＹ、Ｌａ、Ｃｅ。
けでなく、Ｔ Ｑ ｚＳｒｚＬｎｔＣｕｚＯｅ、ａ−７
，ａ系酸化物超電導体（ここでＬｎはＹ、Ｌａ、Ｃｅ。
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ。
Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれた少
なくとも１つ）にも適用可能と考える。
なくとも１つ）にも適用可能と考える。
酸化物系超電導体の結晶構造を詳細にＭ察してみると、
基本的にはペロブスカイトユニットを積み重ねた構造に
なっている。本発明の超電導体においてはペロブスカイ
トのいわゆるＡサイトをＳｒあるいはＬｎが占め、Ｂサ
イトをＣｕあるいはＴＱが占有した構造になっている。
基本的にはペロブスカイトユニットを積み重ねた構造に
なっている。本発明の超電導体においてはペロブスカイ
トのいわゆるＡサイトをＳｒあるいはＬｎが占め、Ｂサ
イトをＣｕあるいはＴＱが占有した構造になっている。
そしてＳｒとＹあるいはＬｎ、ＣｕとＴＱが幻１１化し
て結晶中でサイトを占有する為、ペロブスカイトユニッ
トを数段積み重ねたＣ軸方向の長い単位格子を組む物質
となる。ここでＣｕは酸素とのピラミッド構造を形成し
、超電導性発現に主な役割をはたす。
て結晶中でサイトを占有する為、ペロブスカイトユニッ
トを数段積み重ねたＣ軸方向の長い単位格子を組む物質
となる。ここでＣｕは酸素とのピラミッド構造を形成し
、超電導性発現に主な役割をはたす。
ＳｒとＬｎは規則化し、Ｃｕ−０ピラミツド部に何らか
のストレスを与え、クーパーベア形式を助ける働きをす
る。Ｔｃは結晶場のエネルギーを安定化させ、積層ペロ
ブスカイト構造を安定的に存在させる役割を担っている
と考えられる。従ってＣｕ−０ピラミツド部分は超電導
発現の為に不可欠である。なお、Ｓｒの部分はＬｎ部分
の原子と結晶中で規則化して配列するようなイオン性の
強い元素で代用することが可能であり、Ｌｎ部分はイオ
ン半径が０．８５人から１．１０人程度のイオン性の強
い元素で代用することが可能である。またＴＱ部分は、
上記の条件を満たす結晶構造を安定化させる働きを持つ
元素であればよい。そしてこのような条件を満たすもと
で、結晶中のキャリア濃度が適当な値となるように、元
素の組み合わせ、あるいは欠陥等を導入することによっ
て超電導物質を得ることができる。
のストレスを与え、クーパーベア形式を助ける働きをす
る。Ｔｃは結晶場のエネルギーを安定化させ、積層ペロ
ブスカイト構造を安定的に存在させる役割を担っている
と考えられる。従ってＣｕ−０ピラミツド部分は超電導
発現の為に不可欠である。なお、Ｓｒの部分はＬｎ部分
の原子と結晶中で規則化して配列するようなイオン性の
強い元素で代用することが可能であり、Ｌｎ部分はイオ
ン半径が０．８５人から１．１０人程度のイオン性の強
い元素で代用することが可能である。またＴＱ部分は、
上記の条件を満たす結晶構造を安定化させる働きを持つ
元素であればよい。そしてこのような条件を満たすもと
で、結晶中のキャリア濃度が適当な値となるように、元
素の組み合わせ、あるいは欠陥等を導入することによっ
て超電導物質を得ることができる。
以下、本発明の実施例について説明する。純度９９％以
上のＴＱｘＯｓ、ＳｒＯ，Ｙ２Ｏ３，ＣｕＯを用意し、
まずＳｒ：Ｙ：Ｃｕのモル比で２＝１＝２の比率になる
よう３成分を混合した。これを電気炉にて大気中、９０
０℃で２０時間焼成した。
上のＴＱｘＯｓ、ＳｒＯ，Ｙ２Ｏ３，ＣｕＯを用意し、
まずＳｒ：Ｙ：Ｃｕのモル比で２＝１＝２の比率になる
よう３成分を混合した。これを電気炉にて大気中、９０
０℃で２０時間焼成した。
メノウ乳鉢で十分に粉砕した後、ＴＩ２：Ｓｒ：Ｙ：Ｃ
ｕのモル比で１：２：１：２になるようにＴａ２０５を
加え、混合した。直径３ ｘｉ 、厚さ１１ｍのペレッ
ト状に厚粉成型したものを、アルミナ製のふた付きるつ
ぼに封入し、９００℃で１０分。
ｕのモル比で１：２：１：２になるようにＴａ２０５を
加え、混合した。直径３ ｘｉ 、厚さ１１ｍのペレッ
ト状に厚粉成型したものを、アルミナ製のふた付きるつ
ぼに封入し、９００℃で１０分。
８７０’Ｃで３時間熱処理した。以上のような手順で作
製した試料の電気抵抗の温度依存性を第１図に示す。３
００にの範囲で試料の電気抵抗は半導体的に振舞ってい
るが、９０に付近から温度低下に従って急激に抵抗が減
少し、超電導転移が起ったことを示している。この試料
の粉末Ｘ線回折測定を行った。結果を第２図に示す、積
層ペロブスカイト構造の物質が生成していることがわか
る。
製した試料の電気抵抗の温度依存性を第１図に示す。３
００にの範囲で試料の電気抵抗は半導体的に振舞ってい
るが、９０に付近から温度低下に従って急激に抵抗が減
少し、超電導転移が起ったことを示している。この試料
の粉末Ｘ線回折測定を行った。結果を第２図に示す、積
層ペロブスカイト構造の物質が生成していることがわか
る。
なお１以上の実施例に記載したのと同様な操作で、Ｙ２
Ｏ３代りに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ。
Ｏ３代りに、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ。
Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ。
Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの酸化物を用いて試料を作製し
、それらの電気抵抗の温度変化を調べた。
、それらの電気抵抗の温度変化を調べた。
いずれの試料もＴ Ｑ ５ｒｚＹＣｕｚＯｘと同じよう
に、電気抵抗の温度依存性はＬｏｏｋから３００にの範
囲で半導体的であり、９０に近傍で急激な抵抗の減少が
観察された。
に、電気抵抗の温度依存性はＬｏｏｋから３００にの範
囲で半導体的であり、９０に近傍で急激な抵抗の減少が
観察された。
本発明によれば、９０に級の超電特性を示す超電導物質
を得ことができる。
を得ことができる。
第１図は本発明の実施例において作製した試料の電気抵
抗の温度依存性を示す特性図、第２図は実施例において
作製した試料の粉末Ｘ線回折パタｌ序（に） 同町内 Ｚ（９（劃
抗の温度依存性を示す特性図、第２図は実施例において
作製した試料の粉末Ｘ線回折パタｌ序（に） 同町内 Ｚ（９（劃
Claims (3)
- １．Ｔｌ＿１Ｓｒ＿２Ｙ＿１Ｃｕ＿２Ｏ＿６＿．＿５＿
〜＿７＿．＿５よりなることを特徴とする酸化物系高温
超電導体。 - ２．Ｔｌ＿１Ｓｒ＿２＿−＿ｘＹ＿ｘＣｕＯδ（ここで
０≦ｘ≦２，δは構成元素によつて化学量論的に求まる
値±０．５以下）よりなることを特徴とする酸化物系高
温超電導体。 - ３．Ｔｌ＿１Ｓｒ＿２Ｌｎ＿１Ｃｕ＿２Ｏ＿６＿．＿５
＿〜＿７＿．＿５よりなり、ＬｎがＹ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ
，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた少なくとも１つ
よりなることを特徴とする酸化物系超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271672A JPH03137018A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 酸化物系高温超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271672A JPH03137018A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 酸化物系高温超電導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03137018A true JPH03137018A (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=17503272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1271672A Pending JPH03137018A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 酸化物系高温超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03137018A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1427028A1 (en) * | 2001-09-14 | 2004-06-09 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | ULTRA HIGH−SPEED PHOTOELECTRIC SIGNAL CONVERSION ELEMENT |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1271672A patent/JPH03137018A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1427028A1 (en) * | 2001-09-14 | 2004-06-09 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | ULTRA HIGH−SPEED PHOTOELECTRIC SIGNAL CONVERSION ELEMENT |
| EP1427028A4 (en) * | 2001-09-14 | 2009-08-12 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | ULTRA-RAPID CONVERSION ELEMENT OF PHOTOELECTRIC SIGNALS |
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