JPH04500196A - 超伝導性金属酸化物組成物 - Google Patents
超伝導性金属酸化物組成物Info
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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。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の名称 超伝導性金属酸化物組成物本発明は、Ｂ１−８ｒ−Ｙ−Ｃｕ−０系
の結晶性金属酸化物相よりなる超伝導性組成物に関するものである。
引用文献
ベトノルッ（Ｂｅｄｎｏｒｚ）およびミュラー（Ｍｕｌｌｅｒ） 、物理学時報
（Ｚ。
Ｐｈｙｓ、） Ｂ６４．１８９ （１９８６）は、約３５にの超伝導性転移温度
を有するＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−〇系の超伝導相を開示している。この開示は、続い
て、数人の研究者により確認された［たとえばラオ（Ｒａｏ）およびガングリ−
（Ｇａｎｇｕｌｙ） 、近代科学（Ｃｕｒｒｅｎｔ ５ｃｉｅｎｃｅ） 、 ５
６．４７ （１９８７） 、チュー（Ｃｈｕ）ら、科学（Ｓｃｉｅｎｃｅ） ２
３５．５６７ （１９８７） 、チューら、フィジカルレビュー、レター（Ｐｈ
ｙｓ、 Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ、） ５８．４０５ （１９ｇ？） 、カバ（Ｃａ
ｗａ）ら、フィジカルレビュー、レター５８． ４０８ （１９８７） 、ベト
ノルツら。
ユーロフィジックス（Ｅｕｒｏｐｈｙｓ、 ） 、レター３． ３７９ （１９
８７）を参照〕。
この超過伝導相は、正方晶系のに２ＮｉＦ、型の構造を有する、Ｘが典型的には
約０．１５であり、ｙが酸素空隙を示すＬａ、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）。
Ｃｕ Ｏａ −＝の組成であると同定されている。
ウー（Ｗｕ）ら、フィジカルレビュー、レター５８．９ｏｉ （１９８７）は、
約９０にの超伝導性転移温度を有するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導相を開示し
ている。カバら、フィジカルレビュー、レター５８．１６７６ （１９８７）は
、この超過伝導性Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０相をδが約２．１であり、粉末Ｘ−線回折
形と格子パラメーターとを与える斜方晶系の、歪んだ酸素欠損ペロブスカイトＹ
Ｂａ２Ｃｕ３０ｇ−ａであると同定している。
マイケル（Ｃ，１Ｈｃｈｅｌ）ら、物理学時報Ｂ−簡約論文（Ｃｏｎｄｅｎｓｅ
ｄＭａｔｔｅｒ） ６８．４２１ （１９８７）はＢ１２５ｒ２Ｃｕ２０ｔ−ａ
に近い組成を有するＢ１−５ｒ−Ｃｕ−０系の新規な超伝導性酸化物の群を開示
している。純粋な相はＢ １２ Ｓｒ ！ Ｃｕ ｚ ＩＪ ？ −１ｇの組成
で単離されＣいる。この物質のＸ−線回折パターンはペロブスカイトのものとの
若干の類似性を示しており、電子回折パターンはａ ＝ ５．３２ Ａ （０，
５３２ｎｍ） 、ｂ ＝ ２６．６ Ａ （２，６５ｎｍ）およびＣ＝ ４８．
８ Ａ （４，８８ｎｍ）の斜方晶系セルパラメーターを有するペロブスカイト
サブセルを示している。超純粋な酸化物から製造されたこの物質は、抵抗測定か
ら決定した中点２２にの超伝導性転移と１４に以下でのゼロ抵抗とを有する。市
販規格の酸化物から製造したこの物質は中点７にの超伝導性転移を有する。
マエダ（Ｈ，Ｍａｅｄａ）ら１日本応用物理学雑誌（Ｊｐｎ、 ｊ、＾ｐｐ１．
Ｐｈｙｓ、）２７、Ｌ ２０９ （１９８８）は、Ｂ１５ｒＣａＣｕ２０．に
近い組成と約１０５Ｋ （７）超伝導性転移温度とを有するＢ１−３ｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−０系の超伝導性酸化物を開示している。
１９８８年２月４日付で受理されたＳ、Ｎ、 １５２．１８６の部分継続出願で
ある、１９８８年２月８日付で受理された、共に審査されている出願″超伝導性
金属酸化物組成物およびその製造方法”Ｓ、Ｎ、 １５３．１０７は、式中のａ
が約１ないし約３であり、ｂが約３．／８ないし約４であり、Ｃが約３／１６な
いし約２であり、Ｘ ＝ （１，５ａ ＋ ｂ ＋ ｅ＋ｙ）であり、ｙが約２
ないし約５であるが、前提としてｂ＋Ｃが約３／２ないし約５である、見掛けの
式Ｂｉ、５ｒｂＣａｅＣｕ３０＝を有する超伝導性組成物を開示しているが、こ
の組成物は約７０Ｋまたはそれ以上の超伝導性転移温度を有する。この出願はま
た、式中の２が約０．１ないし０．９、好ましくは０．４ないし０８であり、Ｗ
が０より大きいが１より小さい式Ｂｉ２５ｒ３−ｙｃａｔｃｕ２０□、を有する
超伝導性金属酸化物相をも開示している。スブラマニアン（Ｍ、＾、 Ｓｕｂｒ
ａｍａｎｉａｎ’）ら、サイエンス（ｓｃｉｅｎｃｅ＞ ２３９．１０１５ （
１９８８）もＢｘ２Ｓｒｎ−＋Ｃａ。
Ｃｕ、Ｏ，、、の超伝導体を開示している。
タメガイ（Ｔ、 Ｔａｍｅｇａｉ）ら１日本応用物理学雑誌２７． Ｌ１０７４
（１９８８）は、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｙｃｕ、ｏｓ、が超伝導体ではないが、その代
わりに半導体であることを開示している。
マンティラム（Ａ、 Ｍａｎｔｈｉｒａｍ）ら、応用物理学レター（＾ｐｐ１．
Ｐｈｙｓ。
Ｌｅｔｔ、） ５３．４２０ （１９８８）は、組成物Ｂ １４ Ｓ ｒ ３
Ｃａ ３− Ｉ Ｙ ｘ Ｏ＋ ６４ ａの研究の結果を開示している。０．０
≦Ｘ≦１．１の試料が超伝導体であり、Ｘ≧１．２５のものは半導体である。組
成範囲０≦Ｘ≦０．５においてＴｃは８６にでほとんど一定に留まるが、Ｘ ＞
０．５のＸで急激に、かつ単調に低下し、外挿すると約１．１５のＸで０にな
る。
発明の概要
本発明は、式中のＸが約０．０５ないし約０．４５であり、ｙが約０ないし約１
である見掛けの式Ｂｉ、５ｒ３−ＸＹｚＣｕ２０．ｙを有する新規な超伝導性組
成物を提供する。これらの組成物の転移に関する超伝導性の中点は少なくとも６
０にである。
図面の簡単な説明
図１は本発明記載の組成物により排除された磁束の、温度の関数としての点描を
示す。
発明の詳細な記述
本発明記載の超伝導性組成物は、以下の方法により製造することができる。一定
量の酸化物反応剤またはその前駆体を、たとえば式中のＸが約０．０５ないし約
０．４５である２：３−ｘ：ｘ：２のＢｉ：Ｓｒ：Ｙ：Ｃｕ原子比で選択し、乳
鉢中で混合し、ともに磨砕する。この混合粉末は、ここで直接に加熱することも
でき、まずペレットまたは他の成形体に成形し１、ついで加熱することもできる
。この粉末またはペレットを金のような非反応性金属で製造したルツボに入れる
。ついで、このルツボを炉に入れ、約８５０℃ないし約９２５℃に約３時間、ま
たはそれ以上加熱する。ついで炉への電力を切り、ルツボを環境温度、約２０℃
に炉内で冷却する。ついで、このルツボを炉から取り出し、黒い生成物を取り出
す。
Ｘが約０．３ないし約０．４になるように反応剤の量を選択すると、生成物は単
−相である１、
約０．３以下のＸの値に相当する本発明記載の超伝導性組成物は、この超伝導相
を含有する。
超伝導性は磁束排除、すなわちマイスナー効果を観測しで確認することができる
。この効果はフィジカルレビュー （Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｖｒ）Ｂ、
３６、５５８６ （１９８７）のボルチュランク（Ｅ、 Ｐｏ１ｔｕｒａｋ）
およびフィッシャー（Ｂ、 Ｆｉｓｈｅｒ）の文献に記載された方法により測定
することができる。
本発明記載の超伝導性組成物は、極めて効率的に電流を流すために、または医学
的目的のための造像用の磁場を提供するために使用することができる。たとえば
、電線または棒状体の形状の本件組成物を当業者に周知されている手法で超伝導
性転移温度Ｔ、以下の温度に冷却し、電流を流し始めることにより、いかなる電
気抵抗損失をも伴うことなく、この種の電流苓得ることができる。最小の電力損
失で極端に高い磁場を得るためには、上記の電線をあらかじめコイルの形状に巻
き上げ、コイルにいかなる電流をも誘起しない前に、これをＴｃ以下の温度に冷
却すればよい。この種の磁場は鉄道車両のような大きな物体を空中に浮揚させる
のに使用することができる。これらの超伝導性組成物はまた、ジ目−ゼフスン装
置、たとえば５ＱＵＩＤＳ （超伝導量子干渉装置ｔ）、ならびにジョーゼフス
ン効果を基本とする機械、、たとえば高速試料採取回路および電位標準に有用で
ある。
発明の実施例
実施例１−４．実験Ａ−Ｂ
各実施例および各実験に関して表Ｉに示す量のＢｉ２Ｏ３、Ｓ ｒ ０２、Ｙ２
Ｏ，およびＣｕＯをメノウ乳鉢中で約３０分間磨砕して、式％式％
よび０．８に相当する組成物を製造した。この各組成の混合粉末から直径１０市
、厚さ約３ｍｍのベレットを圧縮成形した。それぞれのベレットを金ルツボに入
れた。このルツボを炉に入れ、毎分５℃の速度で９００℃まで加熱し、ついで２
４時間、９００℃に保つ。ついで炉への電力を切り、ルツボを炉内で室温に冷却
させる。ついで炉からルツボを取り出し、黒い生成物を取り出す。
各実施例の生成物のＸ−線粉末回折パターンは、Ｘが０，３および０゜４である
場合には、生成物が基本的に単−権であることを示す。Ｘが０．１および０２で
ある場合には、生成物はＸが０３および０．４である場合に検出される相ととも
に他の相をも含有する。このＸ−線データは擬正方晶系の単位セルに指標付けら
れ、格子バラ、メーターは表工１に与えられている。
マイスナー効果の測定を行い、超伝導性転移の中点温度は表ＩＩに示されている
。実験３、ｘ＝ＯＪに関する結果は磁束排除を温度の関数として点描した図１に
示されている。実験ＡおよびＢ％ｘ＝０．５およびｘ＝０．８の生成物は４．２
にの低温でも超伝導性ではない。
１ ０．１ １！９７９ １．０４０７ ０．０３３９ ０．４７７２２ ０．
２ １．３９７９ １．００４８ ０．０６７７ ０．４７７２３ ０．３ ５
．５９１５ ３．１７５０ ０．４０６５ １．９０９０４ ０．４ ３．７２
７７ ２．４８８１ ０．３６１３ １．２７２６寒艶’ｘ Ｂｉｔｃｈ（ｇ）
Ｓｒ０２（ｇ） １匹テコと９位町四Ａ Ｏ，５３，７２７７２，３９２４０
，４５１６１，２７２６Ｂ Ｏ，８３，７２７７２，１０５３０，７２２６１，
２７２６表ＩＩ
格子パラメーター
実施例 ａ （ｎｍ） ｃ （ｎａｐ） Ｉ”、 （Ｋ）１ ５．４４ ’３０
．８５ ７０
２ ５．４３ ３０．８５ ７０
３ ５．４４ ３０．８１ ６５
４ ５．４５ ３０．６６ ６０
実験 ａ （ｎｕ） ｃ （ｎｉ） Ｔｃ（Ｋ）Ａ ５．４６ ３０．６０ −
−
Ｂ ５．４６ ３０．２７ −
磁束排除（任意単位）
国際調査報告
−Ｃ・・・コ・Ｉ・ｌｌｌ１１１（１・−〜−Ｉ ＰＣＴ／ｌＪｓ８９１０３０
１８
Claims (6)
- １．式中のｘが約０．０５ないし約０．４５であり、ｙか約０ないし約１である 見掛けの式 Ｂｉ２Ｓｒ３−ｘＹｘＣｕ２Ｏ８＋ｙ を有し、すくなくとも６０Ｋの超伝導性転移温度を有する超伝導性組成物。
- ２．式中のｘが約０．３ないし約０．４であり、基本的に単相であることを特徴 とする請求項１記載の超伝導性組成物。
- ３．式中のｘが約０．３であることを特徴とする請求項２記載の超伝導性組成物 。
- ４．式中のｘが約０．４であることを特徴とする請求項２記載の超伝導性組成物 。
- ５．請求項１記載の組成物よりなる伝導体物質を上記の組成物のＴｏ以下の温度 に冷却し： 上記の伝導体物質を上記の温度以下に保ちながら上記の伝導体物質中に電流の流 通を開始する、 各段階を含んでなる、伝導体物質中に電気抵抗性損失なしに電流を導通させる方 法。
- ６．超伝導性物質が請求項１記載の組成物を含んでなるものであることを特徴と する改良されたジョーゼフスン効果装置。
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