JPH04139023A - 酸化物超電導体 - Google Patents
酸化物超電導体Info
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Classifications
-
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、バナジウムやチタンを含有する酸化物超電導
体に関する。
体に関する。
（従来の技術）
近年、銅を含むペロブスカイト構造の酸化物が、高い臨
界温度を示す超電導体となることが分って以来、各所で
銅を含む酸化物超電導体の研究が活発に行われている。
界温度を示す超電導体となることが分って以来、各所で
銅を含む酸化物超電導体の研究が活発に行われている。
このような銅を含む酸化物か高い臨界温度を示す理由に
ついては、また完全には明らかにはされていないか、銅
と酸素とが形成する２次元面とＣｕ”のもつ大きさ１／
２のスピンとが、超電導機構と密接に関係しているのも
のと推測されている。
ついては、また完全には明らかにはされていないか、銅
と酸素とが形成する２次元面とＣｕ”のもつ大きさ１／
２のスピンとが、超電導機構と密接に関係しているのも
のと推測されている。
一方、バナジウムあるいはチタンを含む酸化物のうちい
くつかのものは、高い導電性を示すことが知られており
、各種電極材料や配線材料としての応用が期待されてい
ると共に、■４＋やＴｉ”もＣｕ２＋と同様に大きさ１
／２のスピンをもつため、上記した銅を含む酸化物が超
電導性を示す理由に基づくと、バナジウムまたはチタン
を含む酸化物も超電導体となる可能性があることからも
実用化が期待されている。
くつかのものは、高い導電性を示すことが知られており
、各種電極材料や配線材料としての応用が期待されてい
ると共に、■４＋やＴｉ”もＣｕ２＋と同様に大きさ１
／２のスピンをもつため、上記した銅を含む酸化物が超
電導性を示す理由に基づくと、バナジウムまたはチタン
を含む酸化物も超電導体となる可能性があることからも
実用化が期待されている。
このようなバナジウムを含む酸化物としては、ｖ０２、
Ｖ２Ｏ３、マグネリ相ｖ１０□。−１（口≧３）等が
、金属−絶縁体転移およびそれに伴う磁気転移を示す典
型的な物質として知られている。しかし、上記した各酸
化バナジウムにおいては、ノ１ナジウムと酸素とは２次
元面を形成せず、また超電導性も示さない。また、Ｔｉ
Ｏ２、Ｔｉ２０３等のチタンを含む酸化物においても、
同様である。
Ｖ２Ｏ３、マグネリ相ｖ１０□。−１（口≧３）等が
、金属−絶縁体転移およびそれに伴う磁気転移を示す典
型的な物質として知られている。しかし、上記した各酸
化バナジウムにおいては、ノ１ナジウムと酸素とは２次
元面を形成せず、また超電導性も示さない。また、Ｔｉ
Ｏ２、Ｔｉ２０３等のチタンを含む酸化物においても、
同様である。
一方、バナジウムと酸素とが２次元面を形成する酸化物
として、Ｓｒａ＋＋ Ｖｌｌ ０３１１δ −ａ
（式中、ｎは１または２の数を示す）で表される酸化物
か最近見出だされており、上述したような理由から興味
ある特性を示すことが期待されている。また、チタンと
酸素とが２次元面を形成する酸化物としては、５ｒ２Ｔ
ｉ ０４が知られている。
として、Ｓｒａ＋＋ Ｖｌｌ ０３１１δ −ａ
（式中、ｎは１または２の数を示す）で表される酸化物
か最近見出だされており、上述したような理由から興味
ある特性を示すことが期待されている。また、チタンと
酸素とが２次元面を形成する酸化物としては、５ｒ２Ｔ
ｉ ０４が知られている。
しかし、上記したバナジウムやチタンを含む酸化物は、
室温における電気抵抗が１０−２Ω口以上あり、このま
までは電極材料や配線材料等としては利用できず、また
金属−絶縁体転移や磁気転移、超電導転移も見出だされ
ていない。
室温における電気抵抗が１０−２Ω口以上あり、このま
までは電極材料や配線材料等としては利用できず、また
金属−絶縁体転移や磁気転移、超電導転移も見出だされ
ていない。
（発明が解決しようとする課題）
バナジウムあるいはチタンを含む酸化物は、銅を含む酸
化物と比べて軽量であること等から、応用上非常に有望
な材料として期待されている。
化物と比べて軽量であること等から、応用上非常に有望
な材料として期待されている。
特に、上記した５ｒ０−＋ Ｖ。０３ ｅ ＋ ｌ
−６や５ｒ２Ｔｌ ０４で表される酸化物は、バナジウ
ムあるいはチタンと酸素が２次元面を形成するため、銅
を含む酸化物との類推から超電導になる可能性があり、
その応用が期待されているが、この物質の室温における
電気伝導度は、上述したように １００Ω−’ｃ１１１
−’以下とあまり高くなく、また金属−絶縁体転移や磁
気転移、超電導転移等も見付かっておらず、このままで
は実用上有用とは言いがたい。
−６や５ｒ２Ｔｌ ０４で表される酸化物は、バナジウ
ムあるいはチタンと酸素が２次元面を形成するため、銅
を含む酸化物との類推から超電導になる可能性があり、
その応用が期待されているが、この物質の室温における
電気伝導度は、上述したように １００Ω−’ｃ１１１
−’以下とあまり高くなく、また金属−絶縁体転移や磁
気転移、超電導転移等も見付かっておらず、このままで
は実用上有用とは言いがたい。
本発明は、このような課題に対処するためになされたも
のであり、バナジウムやチタンと酸素との２次元面を有
すると共に導電性に優れ、かつ超電導を含めた電気・磁
気特性を大幅かつ容易に制御可能としたバナジウムやチ
タンを含む酸化物超電導体を提供することを目的とする
ものである。
のであり、バナジウムやチタンと酸素との２次元面を有
すると共に導電性に優れ、かつ超電導を含めた電気・磁
気特性を大幅かつ容易に制御可能としたバナジウムやチ
タンを含む酸化物超電導体を提供することを目的とする
ものである。
〔発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわち本発明の酸化物超電導体は、Ａ元素（ＡはＢａ
ｘ Ｃａ５Ｓｒｓ Ｌａ、 Ｃｅ５ＰＩ”％ Ｎｄ５５
ｍ、 Ｅｕｓ ＣｄｘＴｂ、 Ｄｙ５ＨｏおよびＥｒか
ら選ばれた少なくとも １種の元素を示す）および−元
素（Ｍは■およびＴｉから選ばれた少なくとも１種の元
素を示す）を構成成分とし、Ａｎや＋ ＭｎＯ３゜や
＋−６（ｎは正の整数を示し、δは酸素欠損を表す）で
表される層状ペロブスカイト構造を有する酸化物に、さ
らに微量のＰｂ、 ＢｉおよびＴＩから選ばれた少なく
とも １種の元素を添加したことを特徴とするものであ
る。
ｘ Ｃａ５Ｓｒｓ Ｌａ、 Ｃｅ５ＰＩ”％ Ｎｄ５５
ｍ、 Ｅｕｓ ＣｄｘＴｂ、 Ｄｙ５ＨｏおよびＥｒか
ら選ばれた少なくとも １種の元素を示す）および−元
素（Ｍは■およびＴｉから選ばれた少なくとも１種の元
素を示す）を構成成分とし、Ａｎや＋ ＭｎＯ３゜や
＋−６（ｎは正の整数を示し、δは酸素欠損を表す）で
表される層状ペロブスカイト構造を有する酸化物に、さ
らに微量のＰｂ、 ＢｉおよびＴＩから選ばれた少なく
とも １種の元素を添加したことを特徴とするものであ
る。
本発明の酸化物超電導体の具体的な組成例としては、化
学式 ％式％（１） （式中、ＤはＰｂ５ＢｉおよびＴｉから選ばれた少なく
とも １種の元素を示し、Ｘは０．０１＜ Ｘ＜ ０
．２を満足する数を示す。δは酸素欠損を表し、製造条
件等により変動するものである） で実質的に表されるものが挙げられる。上記（１）式に
おける ｎは正の整数を表し、特に限定されるものでは
ないが、製造上ｎはｌ、 ２．３程度が実用的である
。なお、上記（１）式において、ｎが１の場合にはに２
Ｎ１Ｆ４構造、ｎが２の場合にはＳｒ３ Ｔｉ２
０Ｆ ＃Ｒ造というように、それぞれ層状ペロブスカイ
ト構造をとるものである。
学式 ％式％（１） （式中、ＤはＰｂ５ＢｉおよびＴｉから選ばれた少なく
とも １種の元素を示し、Ｘは０．０１＜ Ｘ＜ ０
．２を満足する数を示す。δは酸素欠損を表し、製造条
件等により変動するものである） で実質的に表されるものが挙げられる。上記（１）式に
おける ｎは正の整数を表し、特に限定されるものでは
ないが、製造上ｎはｌ、 ２．３程度が実用的である
。なお、上記（１）式において、ｎが１の場合にはに２
Ｎ１Ｆ４構造、ｎが２の場合にはＳｒ３ Ｔｉ２
０Ｆ ＃Ｒ造というように、それぞれ層状ペロブスカイ
ト構造をとるものである。
本発明の酸化物超電導体は、例えば以下に示す製造方法
により得ることができる。
により得ることができる。
まず、Ｓ「、Ｐｂ、 Ｂ１５Ｔｌ、 Ｖ 、Ｔｉ等の目
的とする酸化物超電導体の構成元素を、所定のモル比て
十分に混合して原料組成物を調整する。混合の際には５
ｒＣ（ｈ、ＰｂＯ，Ｂｉ２０３ 、ＴＩ２０３、Ｖ２Ｏ
ｆｆ、Ｔｉ２０３等の酸化物や炭酸塩等を出発原料とし
て用いることができる。上述したような各出発原料は、
基本的には上記（Ｉ）式の原子比を満足するように混合
するが、製造条件等との関係でｌＯ％程度ずれていても
差支えない。
的とする酸化物超電導体の構成元素を、所定のモル比て
十分に混合して原料組成物を調整する。混合の際には５
ｒＣ（ｈ、ＰｂＯ，Ｂｉ２０３ 、ＴＩ２０３、Ｖ２Ｏ
ｆｆ、Ｔｉ２０３等の酸化物や炭酸塩等を出発原料とし
て用いることができる。上述したような各出発原料は、
基本的には上記（Ｉ）式の原子比を満足するように混合
するが、製造条件等との関係でｌＯ％程度ずれていても
差支えない。
次いで、上記原料組成物に対して、不活性ガス雰囲気中
や還元性雰囲気中にて８００℃〜１６００℃、好ましく
は８００℃〜１２００℃程度の温度で熱処理を施し、目
的とする酸化物超電導体を合成する。
や還元性雰囲気中にて８００℃〜１６００℃、好ましく
は８００℃〜１２００℃程度の温度で熱処理を施し、目
的とする酸化物超電導体を合成する。
また、酸化物超電導体の均一化のために、上記熱処理に
よって合成した試料の粉砕と、還元性雰囲気中における
９００℃〜１２００℃での１０〜２００時間の熱処理と
を繰返し行ってもよい。
よって合成した試料の粉砕と、還元性雰囲気中における
９００℃〜１２００℃での１０〜２００時間の熱処理と
を繰返し行ってもよい。
（作 用）
本発明の酸化物超電導体においては、Ａ ｎ ＋ １河
。０３．、。１−６で表される酸化物のへ元素の一部を
Ｐｂ、 Ｂｉ、、ＴＩ等で置換することにより、電子ド
ープもしくはホールドープを行っている。これらにより
、系のキャリア濃度か増加し導電性の向上が図れ、さら
には超電導性を付与することが可能となる。これは、例
えばＳｒｎ＋＋ ｖ、 ｏ３゜１１で表される酸化
物では、バナジウムの価数は＋４と考えられ、この時バ
ナジウムは大きさ１／２のスピンをもち、このスピンの
寄与により ｎが１の際に反強磁性が観測されているこ
とからも推ｎ１される。
。０３．、。１−６で表される酸化物のへ元素の一部を
Ｐｂ、 Ｂｉ、、ＴＩ等で置換することにより、電子ド
ープもしくはホールドープを行っている。これらにより
、系のキャリア濃度か増加し導電性の向上が図れ、さら
には超電導性を付与することが可能となる。これは、例
えばＳｒｎ＋＋ ｖ、 ｏ３゜１１で表される酸化
物では、バナジウムの価数は＋４と考えられ、この時バ
ナジウムは大きさ１／２のスピンをもち、このスピンの
寄与により ｎが１の際に反強磁性が観測されているこ
とからも推ｎ１される。
（実施例）
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例ｌ
ＳｒＣＯ３粉末、Ｂｉ２Ｏ３粉末およびｖ２０３粉末を
、原子比テＳｒ：Ｂｉ：Ｖ−１，９：０．１：１となる
ように所定量坪量し、充分に混合した後、この混合粉に
水素気流中にて１１００℃×２４時間の条件で熱処理を
施し、Ｓｒ＋、 ９ Ｂｉｏ、 ｒ Ｖ ０４−ａて
表される試料を合成した。
、原子比テＳｒ：Ｂｉ：Ｖ−１，９：０．１：１となる
ように所定量坪量し、充分に混合した後、この混合粉に
水素気流中にて１１００℃×２４時間の条件で熱処理を
施し、Ｓｒ＋、 ９ Ｂｉｏ、 ｒ Ｖ ０４−ａて
表される試料を合成した。
このようにして得た上記試料の電気抵抗および磁化率の
測定を行った。電気抵抗は、室温では１０−４Ω口で、
温度の低下と共に減少し、低温にて急激に減少して約６
０にで消失した。また、磁化率測定では、低温で反磁性
を示した。
測定を行った。電気抵抗は、室温では１０−４Ω口で、
温度の低下と共に減少し、低温にて急激に減少して約６
０にで消失した。また、磁化率測定では、低温で反磁性
を示した。
実施例２
ＳｒＣ（ｈ粉末、ＰｂＯ粉末およびＴｉ２Ｏ３粉末を、
原子比でＳｒ：Ｐｂ：Ｔｉ＝２．７：０．３：２となる
ように所定量坪量し、充分に混合した後、この混合粉に
水素気流中にて１１００℃×２４時間の条件で熱処理を
施し、５ｒ２７Ｐｂｏ、ｉ Ｔｉ２ ０７−ａで表され
る試料を合成した。
原子比でＳｒ：Ｐｂ：Ｔｉ＝２．７：０．３：２となる
ように所定量坪量し、充分に混合した後、この混合粉に
水素気流中にて１１００℃×２４時間の条件で熱処理を
施し、５ｒ２７Ｐｂｏ、ｉ Ｔｉ２ ０７−ａで表され
る試料を合成した。
この試料についても実施例１と同様な測定を行ったとこ
ろ、電気抵抗は２Ｘ １０−’Ωｃｍ（室温）を示し、
低温で急激に減少して約８０にで消失した。
ろ、電気抵抗は２Ｘ １０−’Ωｃｍ（室温）を示し、
低温で急激に減少して約８０にで消失した。
磁化率も同様に低温で負の値を示した。
実施例３
ＳｒＣＯ３粉末、ＰｂＯ粉末およびｖ２０３粉末を、原
子比でＳｒ：Ｐｂ：Ｖ−３，６：０．４：３となるよう
に所定量坪量し、充分に混合した後、この混合粉に水素
気流中にて１１５０℃Ｘ２４時間の条件で熱処理を施し
、Ｓｒｉ、ｂ Ｐｂｏ４Ｖ３ ０＋ｏ−ａて表される試
料を合成した。
子比でＳｒ：Ｐｂ：Ｖ−３，６：０．４：３となるよう
に所定量坪量し、充分に混合した後、この混合粉に水素
気流中にて１１５０℃Ｘ２４時間の条件で熱処理を施し
、Ｓｒｉ、ｂ Ｐｂｏ４Ｖ３ ０＋ｏ−ａて表される試
料を合成した。
この試料についても、実施例１と同様な測定を行ったと
ころ、電気抵抗は１０−４ΩｃｌＩ＋（室温）を示し、
低温で急激に減少して約１１０にで消失した。磁化率も
同様に低温で負の値を示した。
ころ、電気抵抗は１０−４ΩｃｌＩ＋（室温）を示し、
低温で急激に減少して約１１０にで消失した。磁化率も
同様に低温で負の値を示した。
実施例４
ＳｒＣＯ３粉末、ＴＩ２０３粉末およびＴｉ２Ｏ３粉末
を、原子比でＳｒ：ＴＩ：Ｔｉ−１，８：０．２：ｌと
なるように所定量坪量し、充分に混合した後、この混合
粉に水素気流中にて１２００℃×２４時間の条件で熱処
理を施し、Ｓｒ＋、ｇ ＴＩｏ、２ Ｔｉ ０ａ−ａで
表される試料を合成した。
を、原子比でＳｒ：ＴＩ：Ｔｉ−１，８：０．２：ｌと
なるように所定量坪量し、充分に混合した後、この混合
粉に水素気流中にて１２００℃×２４時間の条件で熱処
理を施し、Ｓｒ＋、ｇ ＴＩｏ、２ Ｔｉ ０ａ−ａで
表される試料を合成した。
この試料についても、実施例１と同様な測定を行ったと
ころ、電気抵抗は２Ｘ １０−’Ω（！０１（室温）を
示し、低温で急激に減少して約８０にで消失した。
ころ、電気抵抗は２Ｘ １０−’Ω（！０１（室温）を
示し、低温で急激に減少して約８０にで消失した。
磁化率も同様に低温で負の値を示した。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明による酸化物超電導体は、
金属的伝導を示し、さらに低温では超電導特性を示し、
産業上ａ益である。
金属的伝導を示し、さらに低温では超電導特性を示し、
産業上ａ益である。
出願人 株式会社 東芝
代理人 弁理士 須 山 佐 −
Claims (1)
- Ａ元素（ＡはＢａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、ＨｏおよびＥｒか
ら選ばれた少なくとも１種の元素を示す）およびＭ元素
（ＭはＶおよびＴｉから選ばれた少なくとも１種の元素
を示す）を構成成分とし、Ａ＿ｎ＿＋＿１Ｍ＿ｎＯ＿３
＿ｎ＿＋＿１＿−＿δ（ｎは正の整数を示し、δは酸素
欠損を表す）で表される層状ペロブスカイト構造を有す
る酸化物に、Ｐｂ、ＢｉおよびＴｉから選ばれた少なく
とも１種の元素を添加したことを特徴とする酸化物超電
導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259415A JPH04139023A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 酸化物超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259415A JPH04139023A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 酸化物超電導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04139023A true JPH04139023A (ja) | 1992-05-13 |
Family
ID=17333793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2259415A Pending JPH04139023A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 酸化物超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04139023A (ja) |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2259415A patent/JPH04139023A/ja active Pending
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