JPH03228820A - 酸化物超伝導体 - Google Patents
酸化物超伝導体Info
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- 229910009203 Y-Ba-Cu-O Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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- C04B35/4508—Type 1-2-3
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は超伝導体のセンサー素子、エレクトロニクス素
子等やＩＣの配線などに用いる酸化物超伝導体の構成に
関するものである。
子等やＩＣの配線などに用いる酸化物超伝導体の構成に
関するものである。
〈従来の技術〉
一般的に高温酸化物超伝導体についての開発に用いられ
ているＹ Ｂ ａ ２ Ｃｕ ｓ Ｏ”Ｉ酸化物超伝導
体は、超伝導状態への臨界温度Ｔｃが液体窒素の沸点（
７７Ｋ）よシ高くできるので、新しい電子材料として広
範な応用が期待されているが、この酸化物超伝導体の諸
特性は酸素の組成比に依存している。即ち、前記の組成
式に於いてｙが７．０に近いときはＴｃが約９０にの超
伝導体になるが、酸素の組成比が減少してｙが６．５の
近傍になるとＴｃが６０に程度の超伝導体になシ、更に
ｙが６．０近傍になると超伝導状態に遷移しなくなる。
ているＹ Ｂ ａ ２ Ｃｕ ｓ Ｏ”Ｉ酸化物超伝導
体は、超伝導状態への臨界温度Ｔｃが液体窒素の沸点（
７７Ｋ）よシ高くできるので、新しい電子材料として広
範な応用が期待されているが、この酸化物超伝導体の諸
特性は酸素の組成比に依存している。即ち、前記の組成
式に於いてｙが７．０に近いときはＴｃが約９０にの超
伝導体になるが、酸素の組成比が減少してｙが６．５の
近傍になるとＴｃが６０に程度の超伝導体になシ、更に
ｙが６．０近傍になると超伝導状態に遷移しなくなる。
〈発明が解決しようとする課題〉
以上のように酸素の組成比によってＹ系酸化物超伝導体
の特性が変わるのは、超伝導電流の担い手である伝導ホ
ールが、酸化物超伝導体中でＣｕ−０鎖を形成している
Ｃｕ （１）サイトに配位するｂ軸上の酸素から供給さ
れているためである。従ってＴｃの高い酸化物超伝導体
にするためには、その作製に於いて、空気中あるいはそ
の他の酸素雰囲気中で酸素組成比を高くするための充分
な熱処理が必要になる。しかし、この熱処理工程によっ
てその作製プロセスが繁雑になシ、又、作製に要する時
間が長くなるなどの問題がある。更に、酸化物超伝導体
薄膜を作製するとき、−旦真空を破って酸素雰囲気中で
熱処理しなければならないため、酸化で悪影響を受ける
半導体などとの複合デバイスの作製が難しいという問題
がある。
の特性が変わるのは、超伝導電流の担い手である伝導ホ
ールが、酸化物超伝導体中でＣｕ−０鎖を形成している
Ｃｕ （１）サイトに配位するｂ軸上の酸素から供給さ
れているためである。従ってＴｃの高い酸化物超伝導体
にするためには、その作製に於いて、空気中あるいはそ
の他の酸素雰囲気中で酸素組成比を高くするための充分
な熱処理が必要になる。しかし、この熱処理工程によっ
てその作製プロセスが繁雑になシ、又、作製に要する時
間が長くなるなどの問題がある。更に、酸化物超伝導体
薄膜を作製するとき、−旦真空を破って酸素雰囲気中で
熱処理しなければならないため、酸化で悪影響を受ける
半導体などとの複合デバイスの作製が難しいという問題
がある。
本発明は、酸素組成比を高くするための酸素雰囲気中で
の熱処理工程を不要にすることで比較的簡単に短時間で
作製できるＹ −Ｂ ａ −Ｋ −ＣｕＯ系の酸化物超
伝導体を提供することを目的としている。
の熱処理工程を不要にすることで比較的簡単に短時間で
作製できるＹ −Ｂ ａ −Ｋ −ＣｕＯ系の酸化物超
伝導体を提供することを目的としている。
〈課題を解決するだめの手段〉
層状ペロプスカイト構造である。この構成元素のＣｕｔ
／ｃは２種類の異なる形での存在がある。その１種のＣ
ｕ （１）で示したものは、ｂ軸方向に１次元のＣｕ
−０鎖を形成し、他種のＣｕ （２）は２次元のＣｕＯ
２面を形成している。そして超伝導状態の伝導ホールは
Ｃｕ （１）に配位する酸素から供給されることが分か
っている。
／ｃは２種類の異なる形での存在がある。その１種のＣ
ｕ （１）で示したものは、ｂ軸方向に１次元のＣｕ
−０鎖を形成し、他種のＣｕ （２）は２次元のＣｕＯ
２面を形成している。そして超伝導状態の伝導ホールは
Ｃｕ （１）に配位する酸素から供給されることが分か
っている。
以上のような超伝導体に対して本発明は元素の置換によ
ってその伝導ホールを供給するものである。即ち、前記
の酸化物超伝導体の２価のＢａサイトを、イオン半径が
近似した１価ＯＫ元素で部分的に置換することによりＹ
−Ｂａ −に−Ｃｕ −Ｏ系の酸化物超伝導体を形成す
るものである。この元素の置換によシ、Ｋ元素が伝導ホ
ールの供給源の作用をするので、従来のように酸素組成
比を高くするだめの熱処理が不要になる。従って、真空
中での連続工程での酸化物超伝導体薄膜の形成が可能に
なる。
ってその伝導ホールを供給するものである。即ち、前記
の酸化物超伝導体の２価のＢａサイトを、イオン半径が
近似した１価ＯＫ元素で部分的に置換することによりＹ
−Ｂａ −に−Ｃｕ −Ｏ系の酸化物超伝導体を形成す
るものである。この元素の置換によシ、Ｋ元素が伝導ホ
ールの供給源の作用をするので、従来のように酸素組成
比を高くするだめの熱処理が不要になる。従って、真空
中での連続工程での酸化物超伝導体薄膜の形成が可能に
なる。
なお、以上のＹ系酸化物超伝導体でのＢａ元素をに元素
に置換する量は、原子数比で１〜１０％（ａｔ％）の範
囲内にすることが好ましい。
に置換する量は、原子数比で１〜１０％（ａｔ％）の範
囲内にすることが好ましい。
〈作 用〉
本発明は、酸化物超伝導体に於ける伝導ホールを、その
超伝導体の構成元素であるＢａのサイトに置換したに元
素から供給するので、従来の酸化物超伝導体の作製に必
要であった酸素組成比を高くするための熱処理の必要が
ない酸化物超伝導にすることができる。
超伝導体の構成元素であるＢａのサイトに置換したに元
素から供給するので、従来の酸化物超伝導体の作製に必
要であった酸素組成比を高くするための熱処理の必要が
ない酸化物超伝導にすることができる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本実施例で作製した超伝導体は、Ｙ２Ｏ３゜Ｂ ａ Ｃ
０３−Ｋ２ Ｃ０３及びＣｕＯの粉末原料を用いた通常
の固相反応法によるものである。原料の粉末は通常のＹ
Ｂａ２Ｃｕ３０ｙの組成比になるよう秤量したが、本実
施例では更にＢａ元素とに元素の初期混合原子比が０：
０．０５になるように２ＣＯ３の原料を秤量して加えた
上、混合、仮焼、粉砕及び再混合のプロ七スの後、ベレ
ッＩ−状に加圧成型して９２０℃で６時間の本焼成を行
なうことで作製したものである。以上のように本実施例
に於ては、従来のような酸素の組成比を高める長時間の
アニール工程は省略している。
０３−Ｋ２ Ｃ０３及びＣｕＯの粉末原料を用いた通常
の固相反応法によるものである。原料の粉末は通常のＹ
Ｂａ２Ｃｕ３０ｙの組成比になるよう秤量したが、本実
施例では更にＢａ元素とに元素の初期混合原子比が０：
０．０５になるように２ＣＯ３の原料を秤量して加えた
上、混合、仮焼、粉砕及び再混合のプロ七スの後、ベレ
ッＩ−状に加圧成型して９２０℃で６時間の本焼成を行
なうことで作製したものである。以上のように本実施例
に於ては、従来のような酸素の組成比を高める長時間の
アニール工程は省略している。
以上のように作製した本実施例のベレット状焼結体の酸
化物超伝導体は、液体窒素温度でマイスナー効果を示し
た。
化物超伝導体は、液体窒素温度でマイスナー効果を示し
た。
第１図に示したのは、本実施例の超伝導体の電気抵抗の
温度依存性の測定値である。この第１図４テ＼ が示すように、この酸化物超伝導体は室温付近から約１
００に迄はぼ一定の電気抵抗値であり、約１００Ｋから
その電気抵抗が急速に減少しくＴｃ（ｏｎｓｅｔ） ）
、 ７９にで電気抵抗が零になる超伝導遷移温度（Ｔ
ｃ（ｚｅｒｏ） ］になっている。
温度依存性の測定値である。この第１図４テ＼ が示すように、この酸化物超伝導体は室温付近から約１
００に迄はぼ一定の電気抵抗値であり、約１００Ｋから
その電気抵抗が急速に減少しくＴｃ（ｏｎｓｅｔ） ）
、 ７９にで電気抵抗が零になる超伝導遷移温度（Ｔ
ｃ（ｚｅｒｏ） ］になっている。
この第１図の電気抵抗の温度依存性から分るように、本
発明による酸化物超伝導体は、従来のような長時間を要
する酸素組成比を高めるためのアニール工程を省略した
にもかかわらず、その特性は従来の超伝導体と同じ程度
になっている。以上の本発明による酸化物超伝導体は、
その製造工程における焼成条件等の改良によシ、超伝導
特性であるＴｃ等を更に向上できることが充分予測でき
ると共に、前記のアニール工程が不要になることから、
酸化物超伝導体薄膜の作製に使用することで広範な応用
分野を拓くと予想される。
発明による酸化物超伝導体は、従来のような長時間を要
する酸素組成比を高めるためのアニール工程を省略した
にもかかわらず、その特性は従来の超伝導体と同じ程度
になっている。以上の本発明による酸化物超伝導体は、
その製造工程における焼成条件等の改良によシ、超伝導
特性であるＴｃ等を更に向上できることが充分予測でき
ると共に、前記のアニール工程が不要になることから、
酸化物超伝導体薄膜の作製に使用することで広範な応用
分野を拓くと予想される。
続いて、第３図に示したのは、本実施例の酸化物超伝導
体のＣｕＫａＸ線による粉末回折パターンである。この
第３図のＸ線回折パターンは従来のＹ −Ｂ ａ −Ｃ
ｕ −０系の酸化物超伝導体と同じように、室温に於て
は、斜方晶の層状ペロプスカイト構造であることが分る
。
体のＣｕＫａＸ線による粉末回折パターンである。この
第３図のＸ線回折パターンは従来のＹ −Ｂ ａ −Ｃ
ｕ −０系の酸化物超伝導体と同じように、室温に於て
は、斜方晶の層状ペロプスカイト構造であることが分る
。
更に、本発明の実施例の酸化物超伝導体を熱分析法であ
る示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した結果を示したの
が第４図である。この第４図から分るように、本実施例
の酸化物超伝導体は４００℃付近でその結晶構造が、室
温からの斜方晶系から正方晶系に相転移をしている。
る示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した結果を示したの
が第４図である。この第４図から分るように、本実施例
の酸化物超伝導体は４００℃付近でその結晶構造が、室
温からの斜方晶系から正方晶系に相転移をしている。
以上は、本発明を１実施例によって説明したが本発明は
上記の実施例によって限定されるものでなく、Ｙ系酸化
物超伝導体の元素の置換量や作製条件は目的に応じて変
更できるものである。
上記の実施例によって限定されるものでなく、Ｙ系酸化
物超伝導体の元素の置換量や作製条件は目的に応じて変
更できるものである。
〈発明の効果〉
本発明の酸化物超伝導体は、酸素組成比を制御する長時
間のボストアニール工程を省略してもＴｃの高い超伝導
体の作製が可能であシ製造工程と時間の短縮化を図るこ
とができる。
間のボストアニール工程を省略してもＴｃの高い超伝導
体の作製が可能であシ製造工程と時間の短縮化を図るこ
とができる。
更に真空中でも直接超伝導体薄膜を形成できるので、半
導体等の酸素雰囲気では劣化する材料と組み合せた種々
のエレクトロニクスデバイスの作製ができるという極め
て有利な特徴がある。
導体等の酸素雰囲気では劣化する材料と組み合せた種々
のエレクトロニクスデバイスの作製ができるという極め
て有利な特徴がある。
第１図は本発明の実施例の酸化物超伝導体の電気抵抗の
温度依存性を示す図、第２因Ｆｉｙ系酸化物超伝導体の
結晶構造を示す図、第３図は本発明の実施例の酸化物超
伝導体のＸ線回折パターン図、第４図は本発明の実施例
のＤＳＣの測定値を示す図である。
温度依存性を示す図、第２因Ｆｉｙ系酸化物超伝導体の
結晶構造を示す図、第３図は本発明の実施例の酸化物超
伝導体のＸ線回折パターン図、第４図は本発明の実施例
のＤＳＣの測定値を示す図である。
Claims (1)
- １、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導体を構成するＢ
ａ元素を原子数比で１から１０％の範囲内でＫ元素に置
換したことを特徴とする酸化物超伝導体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023058A JPH03228820A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 酸化物超伝導体 |
| EP19910300649 EP0440411A3 (en) | 1990-01-31 | 1991-01-29 | Oxide superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023058A JPH03228820A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 酸化物超伝導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03228820A true JPH03228820A (ja) | 1991-10-09 |
Family
ID=12099836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023058A Pending JPH03228820A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 酸化物超伝導体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0440411A3 (ja) |
| JP (1) | JPH03228820A (ja) |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2023058A patent/JPH03228820A/ja active Pending
-
1991
- 1991-01-29 EP EP19910300649 patent/EP0440411A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0440411A2 (en) | 1991-08-07 |
| EP0440411A3 (en) | 1991-11-21 |
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