JPH0558708A - 酸化物超伝導体 - Google Patents

酸化物超伝導体

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JPH0558708A
JPH0558708A JP3222920A JP22292091A JPH0558708A JP H0558708 A JPH0558708 A JP H0558708A JP 3222920 A JP3222920 A JP 3222920A JP 22292091 A JP22292091 A JP 22292091A JP H0558708 A JPH0558708 A JP H0558708A
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JP
Japan
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oxide superconductor
sample
superconductor
air
oxide
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Withdrawn
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JP3222920A
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English (en)
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Narimoto Otani
成元 大谷
Hideyuki Noshiro
英之 能代
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】超伝導体に関し、特にSr1-x Lax VO3-z
系酸化物超伝導体の提供を目的とする。 【構成】Sr1-x Lax VO3-Z 系酸化物超伝導体であ
って、ランタノイド系列元素(Ln)の酸化物を出発原
料に含み、構造式がSr1-x-y Lax Lny VO 3-z
示されることを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超伝導体に関す
る。近年、正孔注入型の酸化物超伝導体、例えばY(イ
ットリウム)系、Bi(ビスマス)系などの他に、電子
注入型の酸化物超伝導体が提案されている。正孔注入型
の酸化物超伝導体は、製造工程で酸素雰囲気のアニール
が必要になる。
【0002】すると、実際に超伝導体が半導体装置など
に応用される意図で製造される場合は、超伝導体のみな
らず、その下方に例えば半導体が設けられていることが
多い。そのため、酸素雰囲気でのアニールをすることに
より、下方の半導体などに悪影響を及ぼしてしまうの
で、電子素子への応用には不適当である。
【0003】これに対し、電子注入型の超伝導体は水素
などの還元雰囲気のアニールによって形成され、酸素雰
囲気によって生じる前記したような悪影響があらわれな
いので、電子素子への応用に適している。
【0004】そこで、電子素子への応用に適当な超伝導
体として、電子注入型の酸化物超伝導体が望まれてい
る。
【0005】
【従来の技術】従来の電子注入型の酸化物超伝導体とし
ては、Ln2-x Cex CuO4-y 系酸化物超伝導体のみ
が知られていた。
【0006】これに対し、新しい電子注入型の酸化物超
伝導体を製造したいという要求がある。ところで、電子
伝導を示す酸化物としてSrVO3 が注目されている。
このSrVO3 は、高い導電率(室温での比抵抗:2×
10-4Ωcm)をもち金属的挙動を示すものの、超伝導
特性は示さない。
【0007】また、既にある超伝導体としてLa2-X
X CuO4 が知られている。そこで、SrVO3 にL
a(ランタン)を添加し、La2-X SrX CuO4 の構
造を模することによって、Sr1-x Lax VO3-Z 系の
酸化物超伝導体を製造しようという試みがなされてい
る。
【0008】すなわち、まず出発原料としてSrC
3 ,NH4VO3 ,La2 3 を用い、上記した出発
原料の粉末をアセトンやアルコール等の有機溶剤を分散
媒としてボールミルで混合し、粉砕する。その際、最終
生成物であるSr1-X LaX VO 3-Z において、x=
0.2といった混合比になるように混合する。
【0009】次に、粉砕された出発原料の混合粉末を9
50〜1050℃で10〜20時間、大気雰囲気で仮焼
する。さらに試料の均一性を増すために仮焼、粉砕を繰
り返し、均質な粉末を得る。
【0010】次いで、一軸成形法などにより、上記過程
で均質になった粉末を1t/cm2 程度の圧力でプレス
成形し、成形された生成物を1000〜1200℃で1
0〜30時間、水素雰囲気で焼成することにより、Sr
0.8 La0.2 VO3 なる物質を製造することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のよう
に、SrVO3 にLaのみを添加する試料によると、図
3に示すように、温度の減少とともに形成された試料の
比抵抗は一次関数的に減少するだけでゼロにならず、臨
界温度Tcを持たない。このことは、この試料が超伝導
特性を示していないことを意味する。さらに、この試料
は大気中,室温保存といった条件において10〜20時間で
ボロボロに分解してしまう。すなわち、この試料による
と、超伝導特性を示さず、しかも大気中で分解してしま
うといった問題が生じる。なお、図3は従来例の問題点
を説明するグラフであり、このグラフで横軸は温度、縦
軸はそのときの各試料の比抵抗を示している。
【0012】そこで、分解した試料をX線回折で分析し
たところ、試料中のLaがLa( OH )3 (水酸化ラン
タン)に変化していたことが分かった。これは、試料中
のLaが、焼成の際に用いられた雰囲気中の水分と何ら
かの要因で反応したものによると思われる。
【0013】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
て創作されたものであり、大気中に保存しても安定な電
子注入型の酸化物超伝導体の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係るSr1-x
x VO3-Z 系酸化物超伝導体は、Sr1-x Lax VO
3-Z 系酸化物超伝導体であって、ランタノイド系列元素
(Ln)の酸化物を出発原料に含み、構造式がSr
1-x-y Lax Lny VO3-z で示されることを特徴とす
る酸化物超伝導体によって上記目的を達成する。
【0015】又、前記ランタノイド系列元素(Ln)
は、少なくとも、Ce(セリウム),Pr(プラセオジ
ム),Nd(ネオジム),Sm(サマリウム)又はGd
(ガドリニウム)であることを特徴とする酸化物超伝導
体によって上記目的を達成する。
【0016】更に、前記酸化物超伝導体において、x+
y≦0.2であることを特徴とする酸化物超伝導体によ
って上記目的を達成する。又、前記酸化物超伝導体にお
いて、x≦yであることを特徴とする酸化物超伝導体に
よって上記目的を達成する。
【0017】
【作 用】本発明のSr1-x Lax VO3-Z 系酸化物超
伝導体によれば、製造工程でLaと固溶体を形成するラ
ンタノイド系列元素(Ln,例えばCe,Pr,Nd,
Sm,Gd等)の酸化物が添加されている。
【0018】このため、従来のようなSrVO3 にLa
のみを添加する試料のように、形成された試料が超伝導
特性を示さなかったり、大気中、室温保存といった条件
においてボロボロに分解したりといったことなどが抑止
され、大気中保存においても試料中のLaがLa( OH
)3 に変化することなく、変質しない試料を得ることが
出来る。即ち、本発明による試料は大気中で安定であ
り、かつ超伝導特性を示す。
【0019】これにより、Sr1-x Lax VO3-Z 系で
あって、新しい電子注入型の酸化物超伝導体の製造が可
能になる。なお、本発明の酸化物超伝導体の構造式であ
るSr1-x-y Lax Lny VO3- z において、x+y≦
0.2といった条件を付与することにより、純粋な超伝
導物質以外の不純物の析出が抑止される。
【0020】又、前記のSr1-x-y Lax LnyVO
3-z において、x≦yという条件を付与することによ
り、試料が緩やかに分解するということを抑止でき、試
料がさらに安定になる。
【0021】
【実施例】次に本発明の実施例を図を参照しながら説明
する。図1は本発明の実施例に係るSr1-x Lax VO
3-Z 系酸化物超伝導体の製造工程の説明図であり、図2
は本実施例の超伝導体の比抵抗の温度依存性を示したグ
ラフである。
【0022】以下で本実施例の酸化物超伝導体の製造工
程について説明する。本実施例においては、出発原料と
してSrCO3 ,NH4 VO3 ,La2 3 ,Pr6
11を用いている。ここでPr6 11は、ランタノイド系
列元素であるPrの酸化物であり、Laと固溶体を形成
するものである。
【0023】このような出発原料の粉末をアセトンやア
ルコール等の有機溶剤を分散媒としてボールミル1で混
合し、粉砕する。その際、本実施例によって形成される
超伝導体Sr1-x-y Lax Pry VO3-Z においてx=
0.05,y=0.10といった混合比になるように混
合する(図1(a),(b))。
【0024】次に、粉砕された出発原料の混合粉末を9
50〜1050℃で10〜20時間、大気雰囲気で電気
炉2を用いて仮焼する。こうして試料の均一性を増すた
めに仮焼、粉砕を繰り返し、均質な粉末を得る(図1
(c))。
【0025】次いで、一軸成形法により、上記過程で均
質になった粉末を1t/cm2 程度の圧力で、圧縮器3
により円板状にプレス成形し(図1(d))、成形され
た生成物を1000〜1200℃で10〜30時間、水
素雰囲気で電気炉2によって焼成することにより、Sr
1-x LaxPry VO3-Z で示される酸化物超伝導体の
1つであるSr0.85La0.05Pr0.1 VO3 を製造する
ことが可能になる(図1(e))。
【0026】次に、前記工程で製造された試料Sr0.85
La0.05Pr0.1 VO3 の超伝導特性について図2を参
照しながら説明する。図2において、点線部は、従来例
に係る試料Sr0.85La0.05VO3 であり、Laと固溶
体を形成するPrの酸化物であるPr6 11を出発原料
に加えていない。一方、図2の実線部は、本実施例によ
って形成されたSr0.85La0.05Pr 0.1 VO3 のグラ
フであり、Laと固溶体を形成するPrの酸化物である
Pr6 11を出発原料に加えている。このグラフで横軸
は温度(K)を示し、縦軸はそのときの各試料の比抵抗
(Ωcm)を示している。
【0027】図2に示すように、従来例による生成物で
あるSr0.85La0.05VO3 の比抵抗の温度依存性は、
温度が下がるにつれてほぼ一次関数的に減少し、超伝導
の重要な特性である比抵抗がゼロになるという現象がお
こらない。
【0028】一方、本実施例によって形成されたSr
0.85La0.05Pr0.1 VO3 の温度依存性をみると、温
度の減少につれて最初はほぼ一次関数的に減少している
が、温度が50Kになると、急激に比抵抗の減少が進
み、ほぼ30Kで比抵抗がゼロになってしまう(臨界温
度Tc=30K)。更に、このSr0.85La0.05Pr
0.1 VO3 は大気中に保存しても、従来のように変質す
ることなく、安定な物質である。
【0029】なお、実験によると、Sr1-x Lax Ln
y VO3-Z という構造式で示される酸化物超伝導体にお
いて、x+yが0.2以上になると、純粋な超伝導物質
以外の不純物が析出してしまい、純粋な超伝導物質の形
成が困難になる。
【0030】更に、やはり実験によれば、Sr1-x La
x Lny VO3-Z という構造式で示される酸化物超伝導
体において、xがyより大きくなると、ごく緩やかに試
料の分解が進行する。
【0031】したがって、Sr1-x Lax Lny VO
3-Z なる構造式で示され、かつ大気中で安定な酸化物超
伝導体を製造する際には、x+y≦0.2,x≦yとい
う条件が必要になる。
【0032】すなわち、前記条件を満たせば、Laと固
溶体を形成するPrの酸化物であるPr6 11を出発原
料に加えることにより、大気中で安定であるようなSr
1-x Lax Lny VO3-Z 系酸化物超伝導体を製造する
ことができる。ちなみに、本実施例で製造したSr0.85
La0.05Pr0.1VO3 はこの条件を満たしている(x
=0.05,y=0.10,x+y=0.15)。
【0033】以上示したように、本実施例のSr1-x
x VO3-Z 系酸化物超伝導体によれば、製造工程でL
aと固溶体を形成するランタノイド系列元素の酸化物で
あるPr6 11が出発原料に添加されている。
【0034】このため、従来のようなSrVO3 にLa
のみを添加する試料のように、形成された試料が超伝導
特性を示さなかったり、大気中、室温保存といった条件
においてボロボロに分解したりといったことなどが極力
抑止され、大気中保存においても試料中のLaがLa(
OH )3 に変化することなく、変質しない試料を得るこ
とが出来る。即ち、本発明による試料は大気中で安定で
あり、かつ超伝導特性を示す。
【0035】これにより、Sr1-x Lax VO3-Z 系で
あって、新しい電子注入型の酸化物超伝導体の製造が可
能になる。なお、本実施例においては、出発原料に添加
するランタノイド系列元素の例としてPrのみを用いて
いるが、他のランタノイド系物質、例えばCe,Pr,
Nd,Sm,Gd等においても同様の効果を得ることが
出来る。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のSr1-x
x VO3-Z 系酸化物超伝導体によれば、製造過程でL
aと固溶体を形成するランタノイド系列元素の酸化物が
添加されている。
【0037】このため、大気中に保存しても変質せず安
定な酸化物超伝導体であるSr1-x Lax VO3-Z 系で
あって、新しい電子注入型の酸化物超伝導体の製造が可
能になる。
【0038】これにより、電子素子に応用可能な超伝導
体の提供に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るSr1-x Lax VO3-Z
系酸化物超伝導体の製造工程の説明図である。
【図2】本発明の実施例に係る超伝導体の比抵抗の温度
依存性を示すグラフである。
【図3】従来例の問題点を説明するグラフである。
【符号の説明】
1…ボールミル、 2…電気炉、 3…圧縮器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Sr1-x Lax VO3-Z 系酸化物超伝導体
    であって、ランタノイド系列元素(Ln)の酸化物を出
    発原料に含み、構造式がSr1-x-y Lax Lny VO
    3-z で示されることを特徴とする酸化物超伝導体。
  2. 【請求項2】請求項1記載のランタノイド系列元素(L
    n)は、少なくとも、Ce(セリウム),Pr(プラセ
    オジム),Nd(ネオジム),Sm(サマリウム)又は
    Gd(ガドリニウム)であることを特徴とする酸化物超
    伝導体。
  3. 【請求項3】請求項1記載の酸化物超伝導体において、
    x+y≦0.2であることを特徴とする酸化物超伝導
    体。
  4. 【請求項4】請求項1記載の酸化物超伝導体において、
    x≦yであることを特徴とする酸化物超伝導体。
JP3222920A 1991-09-03 1991-09-03 酸化物超伝導体 Withdrawn JPH0558708A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011046592A (ja) * 2009-07-28 2011-03-10 Ibaraki Univ バナデート系複合酸化物の製造方法
JP2012144382A (ja) * 2011-01-07 2012-08-02 Ibaraki Univ バナデート系複合酸化物の製造方法
CN104307504A (zh) * 2014-09-17 2015-01-28 桂林理工大学 可见光响应的光催化剂La5VO10及其制备方法

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