JPH06219896A - 酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法 - Google Patents

酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法

Info

Publication number
JPH06219896A
JPH06219896A JP5028445A JP2844593A JPH06219896A JP H06219896 A JPH06219896 A JP H06219896A JP 5028445 A JP5028445 A JP 5028445A JP 2844593 A JP2844593 A JP 2844593A JP H06219896 A JPH06219896 A JP H06219896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
oxide superconductor
flux
superconductor single
oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5028445A
Other languages
English (en)
Inventor
Tamaki Kobayashi
玉樹 小林
Toru Den
透 田
Norio Kaneko
典夫 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP5028445A priority Critical patent/JPH06219896A/ja
Publication of JPH06219896A publication Critical patent/JPH06219896A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水や水蒸気に対して劣化の少ない酸化物超伝
導体単結晶及びその製造方法を提供すること、超高圧の
特殊な合成装置を用いて合成されることなく、Tcが高
く且つ良質で十分な大きさを持つ優れた特性の酸化物超
伝導体単結晶及びその製造方法を提供すること。 【構成】 組成式がLnSr2Cu3-xxy(但し、L
nはY元素及びランタノイド元素の元素群から選ばれた
1種類以上の元素又は原子団であり、且つMが、Ti、
V、Ga、Ge、Fe、Co、Mo、W及びReの元素
群から選ばれた1種類以上の元素であり、且つ0.05
≦x≦0.7、6≦y≦9である)と表されることを特
徴とする酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導を利用した各種
センサー、電子素子、コンピューター及び医療機器等の
材料として、各種分野で利用することが可能な酸化物超
伝導体単結晶及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年相次いで発見された銅を含む酸化物
超伝導体は、それ以前に知られていたニオブ系等の超伝
導臨界温度(Tc)を大きく上回るTcを持つ為、多く
の分野で応用研究が進められている。この様な銅を含む
酸化物超伝導体の主な例としてYBa2Cu3y が挙げ
られる。更に、Sr、Ln(Y又はランタノイド元素を
表す)、Cu及びOからなる超伝導体としては、Japane
se Journal Applied Physics Vol.26 L804(1987)、Soli
d State Communications Vol.63 535(1987) 及び日本物
理学会1990年秋の分科会講演予稿集第3分冊234
頁 2p-PS-30 に発表されている様に、YSr2Cu3y
の組成を有する超伝導体が知られている。又、Chemistr
y of Materials Vol.1 331(1989)では、YSr2Cu3-x
xy(M=Al、Fe、Co、Pbであり、0.4<
x<1.0)の組成のものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記した従来例の中で、YBa2Cu3y は水分や水蒸気
に弱く、数十時間の水分との接触により、容易にBaC
3 及びCuOに分解してしまう為、応用上の問題点に
なっている。又、前記したJapanese Journal Applied P
hysics Vol.26 L804(1987)及びSolid State Communicat
ions Vol.63 535(1987) に発表された組成では、YSr
2Cu3y で表される単相の良質な試料を合成すること
ができず、SrCuO2 、Sr2CuO3 、Y2SrO
4 、Y2CuO5 、SrCu22 及びSr1.75Cu3
5.13等の不純物を多量に析出する為、使用に耐えうるも
のではなかった。更に、多結晶試料である為、結晶粒界
に無数の超伝導の弱結合が存在して、必要とする特性を
持つジョセフソン接合等の各種のデバイスを、制御性よ
く作ることが困難であるという問題もあった。又、前記
した日本物理学会1990年秋の分科会講演予稿集第3
分冊234頁2p-PS-30 に発表された材料は、70 kbar、
1380 ℃という、一般的には得られない特殊な装置によ
り合成されており、更に、多結晶である為、各種のデバ
イスへの応用には適さないという問題もあった。又、前
記したChemistry of Materials Vol.1 331(1989)に発表
された材料は、M=Co、Feで超伝導を示すものの、
抵抗率が完全にゼロになる温度は10K程度と低く、更
に、多結晶である為、各種のデバイスへの応用には適さ
ないという問題もあった。
【0004】従って、本発明の目的は、水や水蒸気に対
して劣化の少ない酸化物超伝導体単結晶及びその製造方
法を提供することにある。又、本発明の別の目的は、超
高圧の特殊な合成装置を用いて合成されることなく、T
cが高く且つ良質で十分な大きさを持つ優れた特性の酸
化物超伝導体単結晶及びその製造方法を提供することに
ある。
【0005】
【問題点を解決するための手段】上記の目的は、以下の
本発明によって達成される。即ち、本発明は、組成式が
LnSr2Cu3-xxy (但し、LnはY元素及びラ
ンタノイド元素の元素群から選ばれた1種類以上の元素
又は原子団であり、且つMが、Ti、V、Ga、Ge、
Fe、Co、Mo、W及びReの元素群から選ばれた1
種類以上の元素であり、且つ0.05≦x≦0.7、6
≦y≦9である)と表されることを特徴とする酸化物超
伝導体単結晶及びその製造方法である。
【0006】
【作用】本発明者らは、上記した従来技術の問題点を解
決すべく鋭意研究の結果、組成式がLnSr2Cu3-x
xy と表される酸化物の単結晶は、水や水蒸気に対し
て劣化が少なく、Tcが高く、液体ヘリウム温度での利
用は勿論、簡単な冷却器によっても利用可能な優れた特
性を有することを知見して本発明に至った。又、酸化物
超伝導体結晶を製造する際に、構成元素成分よりなるフ
ラックス成分を最適化し、フラックスを溶融或は半溶融
させて溶融物或は半溶融物から単結晶を成長させること
により、優れた特性を有する上記の酸化物超伝導体単結
晶が得られることを知見して本発明に至った。即ち、本
発明によれば、製造条件を最適なものとすることによ
り、数mm角程度の単結晶を得ることが出来る。好まし
い製造条件としては、フラックス成分を最適化し、溶融
或は半溶融させる温度を950〜1300℃とする。更
に、0.2atm.の酸素分圧の高い雰囲気中でアニー
ル或は合成することにより、超電導体としての特性の向
上が図れる。又、製造される本発明の酸化物超伝導体単
結晶のサイズは、フラックスの組成の違いや、溶融或は
半溶融させる量等の製造条件により異なるが、上記した
様に数mm角程度の単結晶が得られる。又、酸素分圧等
の製造条件及びCuサイトに置換する元素Mの種類や置
換量により得られる酸化物の超伝導転移温度が変化する
が、10数K〜70KまでのTcのものを得ることが出
来る。
【0007】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 実施例 原料としてY23 、SrCO3 、CuO、MoO3
用い、YSr2Cu2.8Mo0.27 、SrCuO2 、S
rY24 、Y2Cu25 なる組成式で表される酸化物
材料を予め調整した。これらを、YSr2Cu2.8Mo
0.27 +A SrCuO2 +B SrY24 +C Y2
25 +D CuOと表される一般式において、A、
B、C及びDが表1に示す配合比となる様に秤量した
後、混合した。次に、この混合物を白金るつぼに移し、
酸素分圧0.2atmの雰囲気中で、且つ950〜13
00℃の温度範囲で、0.5〜10時間、溶融或は半溶
融させた後、毎時10℃以下の速度で900℃まで徐冷
した。又、900℃から室温までは、毎時60℃以下の
速度で徐冷した。この結果得られた試料No.1〜12
の単結晶試料は、ダイヤモンドカッターで切り出すこと
により取り出した。
【0008】得られた試料No.1〜12の単結晶試料
について、室温から液体ヘリウム温度の範囲で、四端子
法による電気抵抗測定、及びSQUID マグネットメ
ーターによる磁化率の測定を行った。又、単結晶の組成
分析については、EPMAで測定を行った。その結果、
Cuサイトに置換するMo元素の量xは、0.18〜
0.25の値であった。表1に、試料No.1〜12の
単結晶試料を得る為の製造条件として、単結晶製造中の
最高保持温度、及びフラックス成分の混合比であるA、
B、C及びDの値を示した。又、得られた単結晶につい
ての典型的な大きさ及び超伝導臨界温度(Tc)を示
す。
【0009】表1から、本発明により得られた酸化物超
伝導体単結晶は、いずれも十分な大きさを有し、且つT
cが20K以上の超伝導体となることがわかる。又、X
線ラウエ回折パターンにより、単結晶であることを確認
した。又、図1に、試料番号1の電気抵抗率の温度依存
性のグラフを示したが、約40Kから超伝導転移が始ま
り、35Kでゼロ抵抗になっていることがわかる。更
に、試料番号1について、1000℃で酸素分圧400
atmの条件下でアニール処理を行ったところ、Tcが
70Kまで上昇した。このことから、本発明の酸化物超
伝導体単結晶の製造方法としては、酸素分圧の高い高圧
酸素処理が有効であることがわかる。又、Y元素の代わ
りにランタノイド元素を使用しても同様な結果が得られ
た。又、Cuサイトに置換する元素M及び置換量Xが、
M=Ti、V、Ga、Ge、Fe、Co、Mo、W及び
Reであり、且つ、0.05≦x≦0.7を満たす酸化
物超伝導体単結晶についても、本発明の製造方法によっ
て、若干の単結晶のサイズ及びTcの違いはあるもの
の、同様の結果が得られた。
【0010】又、本発明のフラックス成分以外のものを
用いて製造実験を行ったところ、得られた結晶のサイズ
は、1×1×0.1mm3 未満であり、良質な酸化物超
伝導体単結晶を製造することが出来なかった。更に、フ
ラックスの溶融或は半溶融する温度を、本発明の実施態
様である950〜1300℃の条件を満たさない範囲に
おいて製造実験を行ったが、950℃より低温ではフラ
ックスが溶融或は半溶融せず、1300℃より高温では
CuOの蒸発が激しくなり過ぎる為、共に単結晶の製造
には好ましくなかったい。
【0011】
【表1】 表1 実施例1における組成比と得られた結晶サイズ及
びTc値
【0012】上記の様にして得られた本発明の酸化物超
伝導体単結晶と、比較例としてYBa2Cu3y 単結晶
について、耐水性の試験を行った。40℃で飽和水蒸気
圧下の同一条件下に3日間、比較例のYBa2Cu3y
単結晶を放置したところ、YBa2Cu3y 単結晶は変
色して大部分が崩壊していた。この崩壊物をXD測定に
よって調べたところ、BaCO3 やCuOが主な成分で
あった。この結果から、YBa2Cu3y 単結晶は、水
の存在により激しく劣化することがわかる。これに対
し、本発明の酸化物超伝導体単結晶について、上記した
と同一条件下で耐水試験を行ったところ、試験前後で試
料に殆ど変化が見られず、超伝導特性についても大きな
変化は見られなかった。表2に、本発明の典型的な酸化
物超伝導体単結晶YSr2Cu2.8Mo0.27.1につい
て、耐水試験前後における280Kでの電気抵抗率、超
伝導転移開始温度(Tc onset)及び超伝導転移終了温
度(Tc end)を示す。この結果、本発明の酸化物超伝
導体単結晶は、耐水性に優れていることがわかる。
【0013】
【表2】 表2 YSr2Cu2.8Mo0.27.1 の耐水試験結果
【0014】
【効果】以上説明した様に、本発明の酸化物超伝導体単
結晶は、超伝導転移温度が20K以上と十分に高い為、
安易な冷却装置によっても使用することが出来る。又、
本発明の酸化物超伝導体単結晶は、水分や水蒸気に比較
的強く、使用環境に大きな制約を受けることがない。更
に、本発明の酸化物超伝導体単結晶の製造方法により、
上記の様な優れた特性を有する十分な大きさを持った良
質な単結晶を得ることが出来、超伝導材料の工業的利用
を達成する上で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】試料番号1の本発明の酸化物超伝導体単結晶に
ついての電気抵抗率の温度依存性のグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式がLnSr2Cu3-xxy (但
    し、LnはY元素及びランタノイド元素の元素群から選
    ばれた1種類以上の元素又は原子団であり、Mが、T
    i、V、Ga、Ge、Fe、Co、Mo、W及びReの
    元素群から選ばれた1種類以上の元素であり、且つ0.
    05≦x≦0.7、6≦y≦9である)と表されること
    を特徴とする酸化物超伝導体単結晶。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の酸化物超伝導体単結晶
    の製造方法において、構成元素成分よりなるフラックス
    が、LnSr2Cu3-xxy +A SrCuO2 +B
    SrLn24 +C Ln2Cu25 +D CuOと表し
    た時に、0≦A≦9、且つ0≦B≦0.25、且つ0≦
    C≦1、且つ0≦D≦9であり、且つ該フラックスを溶
    融或は半溶融させた溶融物或は半溶融物から酸化物超伝
    導体単結晶を成長させることを特徴とする酸化物超伝導
    体単結晶の製造方法。
  3. 【請求項3】 フラックスを溶融或は半溶融させる温度
    が、950〜1300℃である請求項2に記載の酸化物
    超伝導体単結晶の製造方法。
  4. 【請求項4】 製造雰囲気を酸素分圧0.2atm以上
    とする請求項2に記載の酸化物超伝導体単結晶の製造方
    法。
JP5028445A 1993-01-26 1993-01-26 酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法 Pending JPH06219896A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5028445A JPH06219896A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5028445A JPH06219896A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06219896A true JPH06219896A (ja) 1994-08-09

Family

ID=12248880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5028445A Pending JPH06219896A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06219896A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5863325A (en) * 1995-05-31 1999-01-26 Bridgestone Corporation Process for producing high purity silicon carbide powder for preparation of a silicon carbide single crystal and single crystal
CN105399131A (zh) * 2015-12-23 2016-03-16 安徽工业大学 一种钆酸锶纳米针及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5863325A (en) * 1995-05-31 1999-01-26 Bridgestone Corporation Process for producing high purity silicon carbide powder for preparation of a silicon carbide single crystal and single crystal
CN105399131A (zh) * 2015-12-23 2016-03-16 安徽工业大学 一种钆酸锶纳米针及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1989008930A1 (en) Superconducting composition and process for manufacture
JP2590275B2 (ja) 酸化物超電導材料の製造方法
EP0800494B1 (en) LOW TEMPERATURE (T LOWER THAN 950 oC) PREPARATION OF MELT TEXTURE YBCO SUPERCONDUCTORS
JPH06219896A (ja) 酸化物超伝導体単結晶及びその製造方法
US6855670B1 (en) Superconducting bismuth-strontium-calcium-copper oxide compositions and process for manufacture
JP3219563B2 (ja) 金属酸化物とその製造方法
CA1341621C (en) Superconductivity in an oxide compound system without rare earth
US7008906B2 (en) Oxide high-critical temperature superconductor acicular crystal and its production method
US5256635A (en) High temperature superconductor system comprising Tl2 Ba2 CuO+δ
JP2656531B2 (ja) 酸化物超電導体
JPS63176353A (ja) 超伝導性素材
AU632069B2 (en) Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use
AU632076B2 (en) Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use
JP2817170B2 (ja) 超電導材料の製造方法
EP0413581B1 (en) Superconducting material
Zeng et al. The glass ceramic route to high-Tc superconductors in the Bi-Ca-Sr-Cu-O system
KR910005398B1 (ko) 희토류계 고온 초전도체 단결정 육성방법
JPH0446015A (ja) 酸化物超電導体およびその製造方法
JP2709000B2 (ja) 超電導体及びその製造方法
JPH06157041A (ja) 鉛系複合銅酸化物材料
JPH0230618A (ja) 酸化物高温超電導体
JPH01164728A (ja) 酸化物超伝導材料
JPH01290530A (ja) 複合酸化物系超電導材料およびその製造方法
EP0398988A1 (en) SUPERCONDUCTING Bi-Sr-Ca-Cu OXIDE COMPOSITIONS AND PROCESS FOR MANUFACTURE
WO1995008518A1 (en) Superconductors containing thallium, copper, oxygen, fluorine and at least one of barium and strontium