JPH0648733A - 酸化物超電導物質 - Google Patents
酸化物超電導物質Info
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- JPH0648733A JPH0648733A JP5056796A JP5679693A JPH0648733A JP H0648733 A JPH0648733 A JP H0648733A JP 5056796 A JP5056796 A JP 5056796A JP 5679693 A JP5679693 A JP 5679693A JP H0648733 A JPH0648733 A JP H0648733A
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- superconducting
- plane
- crystal structure
- superconducting material
- substance
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- 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】本発明の目的は、ｃ軸方向に印加した磁場条件
で、高いＪc を有する酸化物超電導体を形成すること及
びその酸化物超電導体を用いた線材及び薄膜の形成方法
を提供しようとするものである。 【構成】酸化物超電導体の結晶構造の中でＣｕ−Ｏ面と
Ｃｕ−Ｏ面との間に位置する元素にその元素よりイオン
半径の小さな元素を置換することで、Ｃｕ−Ｏ面とＣｕ
−Ｏ面の距離を短くすることで達成できる。 【効果】ｃ軸方向に印加した磁場条件で高いＪc を有す
る酸化物超電導体を形成することで、この酸化物超電導
体を原料とした磁場中で高いＪc を有する線材の形成が
可能なことから、超電導コイルへの応用が可能なこと及
び高いＪc を有する薄膜を形成できることから、エレク
トロニクスへの応用が図れる効果がある。
で、高いＪc を有する酸化物超電導体を形成すること及
びその酸化物超電導体を用いた線材及び薄膜の形成方法
を提供しようとするものである。 【構成】酸化物超電導体の結晶構造の中でＣｕ−Ｏ面と
Ｃｕ−Ｏ面との間に位置する元素にその元素よりイオン
半径の小さな元素を置換することで、Ｃｕ−Ｏ面とＣｕ
−Ｏ面の距離を短くすることで達成できる。 【効果】ｃ軸方向に印加した磁場条件で高いＪc を有す
る酸化物超電導体を形成することで、この酸化物超電導
体を原料とした磁場中で高いＪc を有する線材の形成が
可能なことから、超電導コイルへの応用が可能なこと及
び高いＪc を有する薄膜を形成できることから、エレク
トロニクスへの応用が図れる効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導物質に関
するもので、特に磁場中で高い臨界電流密度を得ること
のできる酸化物超電導物質に関するものである。
するもので、特に磁場中で高い臨界電流密度を得ること
のできる酸化物超電導物質に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導物質を臨界温度Ｔc 以下のある温
度Ｔに冷却すると超電導物質は超電導状態に転移し、臨
界電流密度Ｊc と呼ばれる電流密度以下の電流であれば
電気抵抗ゼロで物体中を流れることができる。この時、
超電導物体に外部から磁場Ｈを印加してゆくと、ゼロ抵
抗で電流を流せる上限の値、Ｊc が低下してゆき、遂に
はＪc＝０ になる。そのときの磁場の事を不可逆磁場と
呼び、本発明の説明の中では“Ｈ＊”の記号をもって表
すことにする。
度Ｔに冷却すると超電導物質は超電導状態に転移し、臨
界電流密度Ｊc と呼ばれる電流密度以下の電流であれば
電気抵抗ゼロで物体中を流れることができる。この時、
超電導物体に外部から磁場Ｈを印加してゆくと、ゼロ抵
抗で電流を流せる上限の値、Ｊc が低下してゆき、遂に
はＪc＝０ になる。そのときの磁場の事を不可逆磁場と
呼び、本発明の説明の中では“Ｈ＊”の記号をもって表
すことにする。
【０００３】層状ペロブスカイト構造を有するＹ−Ｂａ
−Ｃｕ−Ｏ系，Ｂｉ(Ｐｂ)−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系，
Ｔｌ(Ｐｂ)−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系，Ｔｌ−Ｂａ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導材料では、臨界温度
(Ｔc）が液体窒素温度(７７Ｋ)以上であり、安価な液体
窒素を冷媒とした超電導磁石，コイル或いはエレクトロ
ニクスデバイスの製作が可能となるため、将来大きな発
展が期待されている。この中で超電導磁石，コイル分野
では、磁場中において高い臨界電流密度(Ｊc）を有する
ことが必須条件である。
−Ｃｕ−Ｏ系，Ｂｉ(Ｐｂ)−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系，
Ｔｌ(Ｐｂ)−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系，Ｔｌ−Ｂａ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系の酸化物超電導材料では、臨界温度
(Ｔc）が液体窒素温度(７７Ｋ)以上であり、安価な液体
窒素を冷媒とした超電導磁石，コイル或いはエレクトロ
ニクスデバイスの製作が可能となるため、将来大きな発
展が期待されている。この中で超電導磁石，コイル分野
では、磁場中において高い臨界電流密度(Ｊc）を有する
ことが必須条件である。
【０００４】これまでに酸化物超電導物質の磁場中のＪ
c の大きさは、超電導物質に印加された磁場の内で特に
結晶構造のｃ軸に平行な成分によって、決まっているこ
とが知られている(ref：Proceedings of the 3rd Inter
national Symposium on Superconductivity (ISS'90),
Nov.6-9, 1990, p555)。また、Ｃｕ−Ｏ面を含む層状ペ
ロブスカイト構造の酸化物超電導物質においては、結晶
のｃ軸に平行は方向に印加された磁場が、超電導物質に
ゼロ抵抗で流れる電流の大きさを制限していて、結晶構
造中でＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離のうちで最も長
い部分(ｄ)の長さが短いもの程、より大きな磁場中にお
いてもゼロ抵抗で流れる電流を確保できることが“Phys
ica C, vol.177(1991)p431”に示されている。即ち、超
電導物質の磁場中におけるＪｃの値は、ｃ軸に平行な方
向のＨ＊によって強く支配され、そのｃ軸方向のＨ＊
は、結晶構造中でＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離のう
ちで最も長い部分（ｄ）の長さが短いものほど高い。
c の大きさは、超電導物質に印加された磁場の内で特に
結晶構造のｃ軸に平行な成分によって、決まっているこ
とが知られている(ref：Proceedings of the 3rd Inter
national Symposium on Superconductivity (ISS'90),
Nov.6-9, 1990, p555)。また、Ｃｕ−Ｏ面を含む層状ペ
ロブスカイト構造の酸化物超電導物質においては、結晶
のｃ軸に平行は方向に印加された磁場が、超電導物質に
ゼロ抵抗で流れる電流の大きさを制限していて、結晶構
造中でＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離のうちで最も長
い部分(ｄ)の長さが短いもの程、より大きな磁場中にお
いてもゼロ抵抗で流れる電流を確保できることが“Phys
ica C, vol.177(1991)p431”に示されている。即ち、超
電導物質の磁場中におけるＪｃの値は、ｃ軸に平行な方
向のＨ＊によって強く支配され、そのｃ軸方向のＨ＊
は、結晶構造中でＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離のう
ちで最も長い部分（ｄ）の長さが短いものほど高い。
【０００５】このｄ値は物質の結晶構造によって決まる
ものであり、基本的な元素構成では一義的に決まるもの
であった。例えば、ｄ値はＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7で０.８３
ｎｍ,(Ｔｌ0.5Ｐｂ0.5)1Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ9で０.８７
ｎｍ,Ｔl1Ｂa2Ｃa2Ｃu3Ｏ9で０.９６ｎｍ，Ｔｌ2Ｂａ2
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10で１.１４ｎｍ， (Ｂ
ｉ／Ｐｂ)2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃu3Ｏ10で１.２１ｎｍ である(r
ef.；Nature ３２７(１９８７)６８７., Physica C １
５９(１９８９）２４５., Phy.Rev.B ３８（１９８８)
６６２４.,Physica C １７７(１９９１)４３１., Physi
ca C １５７(１９８９)４９５．)。
ものであり、基本的な元素構成では一義的に決まるもの
であった。例えば、ｄ値はＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7で０.８３
ｎｍ,(Ｔｌ0.5Ｐｂ0.5)1Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ9で０.８７
ｎｍ,Ｔl1Ｂa2Ｃa2Ｃu3Ｏ9で０.９６ｎｍ，Ｔｌ2Ｂａ2
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10で１.１４ｎｍ， (Ｂ
ｉ／Ｐｂ)2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃu3Ｏ10で１.２１ｎｍ である(r
ef.；Nature ３２７(１９８７)６８７., Physica C １
５９(１９８９）２４５., Phy.Rev.B ３８（１９８８)
６６２４.,Physica C １７７(１９９１)４３１., Physi
ca C １５７(１９８９)４９５．)。
【０００６】一方、酸化物超電導物質は比較的フレキシ
ブルな物質であり、種々の元素の置換を行ってもそのま
まの結晶構造を保つことが知られている。例えば特開昭
64−61346 号で示されるようにＬｎ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系
（ここでＬｎはＳｃ，Ｙ及びランタノイド元素であり、
ＭはＢａ，Ｓｒ）においては、Ｍの一部がＬｉ，Ｋ，Ｎ
ａの何れかで置換できること、特開平1−305816 号で示
されるようにＴｌＣａxＢａ2Ｃux+1Ｏy及びＴｌ2Ｃａx
Ｂａ2Ｃｕx+1ＯyにおいてＴｌをＩｎ，Ｇａ，Ｓｂ，Ｂ
ｉで置換できることが示されている。
ブルな物質であり、種々の元素の置換を行ってもそのま
まの結晶構造を保つことが知られている。例えば特開昭
64−61346 号で示されるようにＬｎ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系
（ここでＬｎはＳｃ，Ｙ及びランタノイド元素であり、
ＭはＢａ，Ｓｒ）においては、Ｍの一部がＬｉ，Ｋ，Ｎ
ａの何れかで置換できること、特開平1−305816 号で示
されるようにＴｌＣａxＢａ2Ｃux+1Ｏy及びＴｌ2Ｃａx
Ｂａ2Ｃｕx+1ＯyにおいてＴｌをＩｎ，Ｇａ，Ｓｂ，Ｂ
ｉで置換できることが示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、各
々の酸化物超電導物質に対応して、前記ｄ値が決まって
しまうため、不可逆磁場（Ｈ＊）の十分に高いものが得
られなかった。酸化物超電導物質を用いた高磁場中での
マグネット等の商品化を考えた場合、より高いＨ＊が要
望されるが、従来の技術ではｄ値が決まっているために
高いＨ＊を得ることが非常に困難であった。それゆえ、
これら従来の技術で作成された酸化物超電導物質を用い
た線材の磁場中におけるＪcは低い状況であった。
々の酸化物超電導物質に対応して、前記ｄ値が決まって
しまうため、不可逆磁場（Ｈ＊）の十分に高いものが得
られなかった。酸化物超電導物質を用いた高磁場中での
マグネット等の商品化を考えた場合、より高いＨ＊が要
望されるが、従来の技術ではｄ値が決まっているために
高いＨ＊を得ることが非常に困難であった。それゆえ、
これら従来の技術で作成された酸化物超電導物質を用い
た線材の磁場中におけるＪcは低い状況であった。
【０００８】そこで、本発明においては、ｄ値を小さく
することによって高いＨ＊を有する酸化物超電導物質を
提供し、更にそれらを用いて磁場中で高いＪc を有する
線材を提供し、また特性の良い超電導利用機器を提供す
ることを目的としている。
することによって高いＨ＊を有する酸化物超電導物質を
提供し、更にそれらを用いて磁場中で高いＪc を有する
線材を提供し、また特性の良い超電導利用機器を提供す
ることを目的としている。
【０００９】尚、現実的に超電導線材を作製する場合、
超電導物質はその中で多結晶体の状態で使用されざるを
得ない。従って、コイル，線材への実際的な応用を考え
た場合、超電導物質そのものの特性のみではなく、超電
導物質同士が形成する結晶粒界の性質の重要なファクタ
ーである。言い換えれば、超電導物質の結晶粒内のＪc
即ちＨ＊だけでなく、粒界部を越えて流れる超電導電流
の大きさも重要である。目安として、温度が７７Ｋ，１
テスラーの磁場が印加された状態において、粒界部を流
れうる超電導電流の大きさが結晶粒内部のＪc 値の１／
５以下に減少してしまうような超電導物質は実用を考え
た場合、有効な物質ではない。
超電導物質はその中で多結晶体の状態で使用されざるを
得ない。従って、コイル，線材への実際的な応用を考え
た場合、超電導物質そのものの特性のみではなく、超電
導物質同士が形成する結晶粒界の性質の重要なファクタ
ーである。言い換えれば、超電導物質の結晶粒内のＪc
即ちＨ＊だけでなく、粒界部を越えて流れる超電導電流
の大きさも重要である。目安として、温度が７７Ｋ，１
テスラーの磁場が印加された状態において、粒界部を流
れうる超電導電流の大きさが結晶粒内部のＪc 値の１／
５以下に減少してしまうような超電導物質は実用を考え
た場合、有効な物質ではない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｃｕ−Ｏ面
を有する層状ペロブスカイト構造の酸化物超電導物質の
結晶構造中で、最も距離の長いＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面
の間に位置する元素の部分をよりイオン半径の小さな元
素で置換することで達成できる。また、前記イオン半径
の小さな元素を置換した酸化物超電導物質を原料とする
ことで、磁場中で高いＪcを有する線材及び薄膜を作成
できる。
を有する層状ペロブスカイト構造の酸化物超電導物質の
結晶構造中で、最も距離の長いＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面
の間に位置する元素の部分をよりイオン半径の小さな元
素で置換することで達成できる。また、前記イオン半径
の小さな元素を置換した酸化物超電導物質を原料とする
ことで、磁場中で高いＪcを有する線材及び薄膜を作成
できる。
【００１１】しかしながら、イオン半径が小さい元素で
あればどのようなものでも良いと言うわけではなく、や
はり置換される側の物質と置換する元素との相性が良く
なくてはならない。我々は、種々の酸化物超電導物質に
対して、種々の元素を置換することを試み、次の様な組
み合わせの時にＨ＊の高い超電導物質を得ることができ
ることを見いだした。即ち、（Ｔｌ1-xＰｂx)−Ｓｒ−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz（０＜ｘ＜１，０≦ｙ≦３，３＋
２ｙ＜ｚ＜４＋２ｙ）及び（Ｂｉ1-xＰｂx)2−Ｓｒ2−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０＜ｘ＜１,０≦ｙ≦２,５＋２ｙ
＜ｚ＜７＋２ｙ)のＳｒ元素を置換する元素としてはＬ
ｉ，Ｎａのアルカリ金属，Ｂｅ，Ｍｇのアルカリ土類金
属，Ｓｃ，Ｙ，Ｌｎ(ランタノイド元素)のIIIａ族及び
Ａｇ，Ｐｔ,Ｐｄ，Ｎｉが適切であり、Ｔｌ1−Ｂａ2−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４＋
２ｙ)及びＴｌ2−Ｂａ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦ｙ
≦３,５＋２ｙ＜ｚ＜７＋２ｙ）のＢａ元素を置換する
元素としてはＬｉ，Ｎａのアルカリ金属，Ｂｅ，Ｍｇ，
Ｓｒのアルカリ土類金属，Ｓｃ，Ｙ，Ｌｎ（ランタノイ
ド元素）のIIIａ 族及びＡｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｎｉ
が適切であり、（Ｔｌ1-xＰｂx)−Ｓｒ−Ｃａy−Ｃｕ
y+1−Ｏz（０＜ｘ＜１，０≦ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４
＋２ｙ）及びＴｌ1−Ｂａ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦
ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４＋２ｙ）及びＴｌ2−Ｂａ2−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦ｙ≦３，５＋２ｙ＜ｚ＜７＋
２ｙ）のＴｌあるいはＰｂ元素を置換する元素としては
Ｉｎ，Ｇａ，ＡｌのIIIｂ 族，Ｓｎ，Ｇｅ，ＳｉのIVｂ
族及びＳｂ，ＡｓのＶｂ族が適切であり、(Ｂｉ1-xＰｂ
x)2−Ｓｒ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０＜ｘ＜１，０≦ｙ
≦２，５＋２ｙ＜ｚ＜７＋２ｙ）のＢｉあるいはＰｂ元
素を置換する元素としてはＩｎ，Ｇａ，ＡｌのIIIｂ
族，Ｓｎ，Ｇｅ，ＳｉのIVｂ族及びＳｂ，ＡｓのＶｂ族
が適切であるということを見いだした。この時に、置換
する割合は単に置換元素が被置換物質に固溶する範囲に
限定されるわけではない。なぜなら置換するべき元素が
固溶しきれずに異相として析出することがあっても、超
電導物質同士が電気的に良好な接合をすることを特に妨
げない範囲であれば特に実用上問題はないからである。
我々の経験では３０％以上の置換を試みた領域で、磁場
中におけるＪcが急激に低下し始めた。
あればどのようなものでも良いと言うわけではなく、や
はり置換される側の物質と置換する元素との相性が良く
なくてはならない。我々は、種々の酸化物超電導物質に
対して、種々の元素を置換することを試み、次の様な組
み合わせの時にＨ＊の高い超電導物質を得ることができ
ることを見いだした。即ち、（Ｔｌ1-xＰｂx)−Ｓｒ−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz（０＜ｘ＜１，０≦ｙ≦３，３＋
２ｙ＜ｚ＜４＋２ｙ）及び（Ｂｉ1-xＰｂx)2−Ｓｒ2−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０＜ｘ＜１,０≦ｙ≦２,５＋２ｙ
＜ｚ＜７＋２ｙ)のＳｒ元素を置換する元素としてはＬ
ｉ，Ｎａのアルカリ金属，Ｂｅ，Ｍｇのアルカリ土類金
属，Ｓｃ，Ｙ，Ｌｎ(ランタノイド元素)のIIIａ族及び
Ａｇ，Ｐｔ,Ｐｄ，Ｎｉが適切であり、Ｔｌ1−Ｂａ2−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４＋
２ｙ)及びＴｌ2−Ｂａ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦ｙ
≦３,５＋２ｙ＜ｚ＜７＋２ｙ）のＢａ元素を置換する
元素としてはＬｉ，Ｎａのアルカリ金属，Ｂｅ，Ｍｇ，
Ｓｒのアルカリ土類金属，Ｓｃ，Ｙ，Ｌｎ（ランタノイ
ド元素）のIIIａ 族及びＡｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｎｉ
が適切であり、（Ｔｌ1-xＰｂx)−Ｓｒ−Ｃａy−Ｃｕ
y+1−Ｏz（０＜ｘ＜１，０≦ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４
＋２ｙ）及びＴｌ1−Ｂａ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦
ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４＋２ｙ）及びＴｌ2−Ｂａ2−
Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦ｙ≦３，５＋２ｙ＜ｚ＜７＋
２ｙ）のＴｌあるいはＰｂ元素を置換する元素としては
Ｉｎ，Ｇａ，ＡｌのIIIｂ 族，Ｓｎ，Ｇｅ，ＳｉのIVｂ
族及びＳｂ，ＡｓのＶｂ族が適切であり、(Ｂｉ1-xＰｂ
x)2−Ｓｒ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０＜ｘ＜１，０≦ｙ
≦２，５＋２ｙ＜ｚ＜７＋２ｙ）のＢｉあるいはＰｂ元
素を置換する元素としてはＩｎ，Ｇａ，ＡｌのIIIｂ
族，Ｓｎ，Ｇｅ，ＳｉのIVｂ族及びＳｂ，ＡｓのＶｂ族
が適切であるということを見いだした。この時に、置換
する割合は単に置換元素が被置換物質に固溶する範囲に
限定されるわけではない。なぜなら置換するべき元素が
固溶しきれずに異相として析出することがあっても、超
電導物質同士が電気的に良好な接合をすることを特に妨
げない範囲であれば特に実用上問題はないからである。
我々の経験では３０％以上の置換を試みた領域で、磁場
中におけるＪcが急激に低下し始めた。
【００１２】
【作用】本発明においてＣｕ−Ｏ面とは、例えば図１の
結晶構造モデル（図１は単位結晶を２つｃ軸方向に積み
重ねて示した図である）を例に説明すると、ある特定の
方向（図の場合はｃ軸方向）に…(Ｔｌ／Ｐｂ)1-qＮq−
Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP−Ｏ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｃａ面，Ｃｕ−
Ｏ面，Ｃａ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP−Ｏ面，（Ｔｌ
／Ｐｂ)1-qＮq−Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP−Ｏ面，Ｃｕ−Ｏ面,
Ｃａ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｃａ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP
−Ｏ面，（Ｔｌ／Ｐｂ)1-qＮq−Ｏ 面，…のように原子
の面が周期的に繰り返すような結晶構造を持つ超電導物
質においてのＣｕ原子とＯ原子から出来ているＣｕ−Ｏ
面のことを示すものとする。
結晶構造モデル（図１は単位結晶を２つｃ軸方向に積み
重ねて示した図である）を例に説明すると、ある特定の
方向（図の場合はｃ軸方向）に…(Ｔｌ／Ｐｂ)1-qＮq−
Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP−Ｏ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｃａ面，Ｃｕ−
Ｏ面，Ｃａ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP−Ｏ面，（Ｔｌ
／Ｐｂ)1-qＮq−Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP−Ｏ面，Ｃｕ−Ｏ面,
Ｃａ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｃａ面，Ｃｕ−Ｏ面，Ｓｒ1-PＭP
−Ｏ面，（Ｔｌ／Ｐｂ)1-qＮq−Ｏ 面，…のように原子
の面が周期的に繰り返すような結晶構造を持つ超電導物
質においてのＣｕ原子とＯ原子から出来ているＣｕ−Ｏ
面のことを示すものとする。
【００１３】本発明におけるＣｕ−Ｏ面の距離とは上記
の周期的な原子の面の繰り返しのなかでのＣｕ−Ｏ面の
距離が最も長くなっているところの距離、即ち図１に例
を示している部分の距離をｄとして表している。
の周期的な原子の面の繰り返しのなかでのＣｕ−Ｏ面の
距離が最も長くなっているところの距離、即ち図１に例
を示している部分の距離をｄとして表している。
【００１４】本発明において不可逆磁場（Ｈ＊）とは、
ある温度において超電導物質に磁場を外部より印加して
いったとき、超電導物質の内部に侵入した磁束線が、動
き始めることができるようになる最小の磁場の強さのこ
とである。その値の決定方法はいろいろあるが、微小な
電流を超電導物質試料に流しながら、印加磁場の強さを
変えながら、抵抗の値が零になる温度を測定する。この
時の磁場の値がその温度における不可逆磁場（Ｈ＊）と
なる。
ある温度において超電導物質に磁場を外部より印加して
いったとき、超電導物質の内部に侵入した磁束線が、動
き始めることができるようになる最小の磁場の強さのこ
とである。その値の決定方法はいろいろあるが、微小な
電流を超電導物質試料に流しながら、印加磁場の強さを
変えながら、抵抗の値が零になる温度を測定する。この
時の磁場の値がその温度における不可逆磁場（Ｈ＊）と
なる。
【００１５】そしてこのＨ＊の値が高いことは即ち、そ
の超電導物質が磁場に対して強い性質を有していること
を表しており、そのような超電導物質は磁場中での臨界
電流密度が大きい。また臨界温度が高いほど、ある温度
で使用した場合の超電導状態と常伝導状態のエネルギー
差が大きくなるので、超電導状態はより安定になり、臨
界電流密度は大きくなる。
の超電導物質が磁場に対して強い性質を有していること
を表しており、そのような超電導物質は磁場中での臨界
電流密度が大きい。また臨界温度が高いほど、ある温度
で使用した場合の超電導状態と常伝導状態のエネルギー
差が大きくなるので、超電導状態はより安定になり、臨
界電流密度は大きくなる。
【００１６】通常の銅線を使用して作成したマグネット
においても１テスラーまでの磁場を発生することはそれ
ほど難しくはなく超電導物質を利用するメリットは１テ
スラー以上の発生磁場領域において得られる。
においても１テスラーまでの磁場を発生することはそれ
ほど難しくはなく超電導物質を利用するメリットは１テ
スラー以上の発生磁場領域において得られる。
【００１７】本発明によれば、Ｃｕ−Ｏ面を有する層状
ペロブスカイト構造の酸化物超電導物質では、Ｃｕ−Ｏ
面とＣｕ−Ｏ面の間に位置するイオン半径が０.１２７
ｎｍのＳｒ及び／あるいは０.１４３ｎｍ のＢａの部分
を、イオン半径が０.０７８ｎｍのＬｉ，０.０９８ｎｍ
のＮａのアルカリ金属，０.０３４ｎｍ のＢｅ，０.０
７８ｎｍ のＭｇのアルカリ土類金属，０.０８３ｎｍ
のＳｃ，０.１０６ｎｍのＹ，０.０９９ｎｍから０.１
２２ｎｍのランタノイド元素(Ｌｎ)のIIIａ族及び０.１
１３のＡｇ，０.０５３ｎｍ のＰｔ，０.１３７ｎｍ の
Ａｕ，0.050ｎｍのＰｄ，０.０７８ｎｍ のＮｉで置換
することによってＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離(ｄ)
を短くでき、その結果、ｃ軸方向のＨ＊を増大させるこ
とができる。また、Ｃｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の間に位置
するイオン半径が０.１０６nmのＴｌ及び／あるいは０.
１３２ｎｍのＰｂ及び／あるいは０.１２０ｎｍのＢｉ
の部分を、イオン半径が０.０７４ｎｍのＳｎ，０.０４
４ｎｍのＧｅ,０.０３９ｎｍのＳｉのＩＶｂ族、０.０
９２ｎｍのＩｎ,０.０６２ｎｍのＧａ，０.０５７ｎｍ
のＡｌのIIIｂ 族及び０.０９０ｎｍ のＳｂ，０.０６
９ｎｍ のＡｓのＶｂ族を置換することでも上記と同様
にＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離（ｄ）を短くでき、
その結果、ｃ軸方向のＨ＊を増大させることができる。
さらに、この前記イオン半径の小さい元素を置換した酸
化物超電導物質を線材の原料に用いると、原料自身のＨ
＊が高いために、磁場中における線材のＪc向上が可能
となる。本発明による超電導物質を使用して作製した超
電導体を使用することによって、液体窒素冷却で動作す
る、特性の良い超電導マグネットの作製が可能になる。
そしてこのマグネットを使用することによって液体窒素
冷却で動作するＮＭＲ装置, ＳＱＵＩＤ装置，ＭＲＩ装
置, 磁気浮上列車等の作製が可能になる。超電導マグネ
ットを利用した装置の全てを、本発明の超電導体を使用
した線材を使用した超電導で置き換えることが可能であ
り、そのことによって液体窒素冷却で動作する様にでき
る。液体窒素冷却で動作するようにすることによって、
単に運転コスト（液体ヘリウムと液体窒素の価格差）が
安くなるメリット以上に超電導装置の信頼性（クエンチ
と呼ばれる超電導が急激に破壊する現象を抑え込む為
に、種々の措置が施される必要がある）を確保するため
のコスト，冷凍機に掛かるコスト，断熱にかかるコスト
が大幅に低減さる。従って、本発明による超電導線材，
コイルを用いて超電導装置を作製することによって、装
置の価格を大幅に低減することが可能になる。
ペロブスカイト構造の酸化物超電導物質では、Ｃｕ−Ｏ
面とＣｕ−Ｏ面の間に位置するイオン半径が０.１２７
ｎｍのＳｒ及び／あるいは０.１４３ｎｍ のＢａの部分
を、イオン半径が０.０７８ｎｍのＬｉ，０.０９８ｎｍ
のＮａのアルカリ金属，０.０３４ｎｍ のＢｅ，０.０
７８ｎｍ のＭｇのアルカリ土類金属，０.０８３ｎｍ
のＳｃ，０.１０６ｎｍのＹ，０.０９９ｎｍから０.１
２２ｎｍのランタノイド元素(Ｌｎ)のIIIａ族及び０.１
１３のＡｇ，０.０５３ｎｍ のＰｔ，０.１３７ｎｍ の
Ａｕ，0.050ｎｍのＰｄ，０.０７８ｎｍ のＮｉで置換
することによってＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離(ｄ)
を短くでき、その結果、ｃ軸方向のＨ＊を増大させるこ
とができる。また、Ｃｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の間に位置
するイオン半径が０.１０６nmのＴｌ及び／あるいは０.
１３２ｎｍのＰｂ及び／あるいは０.１２０ｎｍのＢｉ
の部分を、イオン半径が０.０７４ｎｍのＳｎ，０.０４
４ｎｍのＧｅ,０.０３９ｎｍのＳｉのＩＶｂ族、０.０
９２ｎｍのＩｎ,０.０６２ｎｍのＧａ，０.０５７ｎｍ
のＡｌのIIIｂ 族及び０.０９０ｎｍ のＳｂ，０.０６
９ｎｍ のＡｓのＶｂ族を置換することでも上記と同様
にＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離（ｄ）を短くでき、
その結果、ｃ軸方向のＨ＊を増大させることができる。
さらに、この前記イオン半径の小さい元素を置換した酸
化物超電導物質を線材の原料に用いると、原料自身のＨ
＊が高いために、磁場中における線材のＪc向上が可能
となる。本発明による超電導物質を使用して作製した超
電導体を使用することによって、液体窒素冷却で動作す
る、特性の良い超電導マグネットの作製が可能になる。
そしてこのマグネットを使用することによって液体窒素
冷却で動作するＮＭＲ装置, ＳＱＵＩＤ装置，ＭＲＩ装
置, 磁気浮上列車等の作製が可能になる。超電導マグネ
ットを利用した装置の全てを、本発明の超電導体を使用
した線材を使用した超電導で置き換えることが可能であ
り、そのことによって液体窒素冷却で動作する様にでき
る。液体窒素冷却で動作するようにすることによって、
単に運転コスト（液体ヘリウムと液体窒素の価格差）が
安くなるメリット以上に超電導装置の信頼性（クエンチ
と呼ばれる超電導が急激に破壊する現象を抑え込む為
に、種々の措置が施される必要がある）を確保するため
のコスト，冷凍機に掛かるコスト，断熱にかかるコスト
が大幅に低減さる。従って、本発明による超電導線材，
コイルを用いて超電導装置を作製することによって、装
置の価格を大幅に低減することが可能になる。
【００１８】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を具体的に説明
する。
する。
【００１９】＜実施例１＞本発明に使用した（Ｔｌ1-x
Ｐｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導物質の結
晶構造を図１に示す。結晶構造で最も長いＣｕ−Ｏ面と
Ｃｕ−Ｏ面との距離（ｄ）を図中に示した。作成方法を
以下に示す。Ｔｌ2Ｏz，ＰｂＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，Ｃｕ
Ｏの基本構成元素とＭ＝Ｌｉ2Ｏ,Ｎａ2Ｏ,ＢｅＯ,Ｍｇ
Ｏ,Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，Ｐｒ
2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｐｍ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ
2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ
2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ａｇ2Ｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉを（Ｔｌ
1-xＰｂx）：（Ｓｒ1-pＭp）：Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：
２：３の組成比(但しｘ＝０.０５, ０.１, ０.２, ０.
３,０.４, ０.５, ０.６, ０.７, ０.８, ０.９, １.
０, ｐ＝０, ０.０５, ０.１,０.２, ０.３, ０.４,
０.５）で調合し、ライカイ機で混合した後、ペレット
成型した。このペレットを空気中８４０−９５０℃で１
０−５０時間熱処理を行って超電導物質とした。Ｘ線回
折測定の結果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピークの
異相も増加したが、主結晶相は図１にその結晶構造を示
しているＴｌ−（１２２３）相であることがわかった。
また、通常の四端子法による抵抗測定の結果、いずれの
組成においてもＴc＝８８−１２０Ｋの値を示した。
Ｐｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導物質の結
晶構造を図１に示す。結晶構造で最も長いＣｕ−Ｏ面と
Ｃｕ−Ｏ面との距離（ｄ）を図中に示した。作成方法を
以下に示す。Ｔｌ2Ｏz，ＰｂＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，Ｃｕ
Ｏの基本構成元素とＭ＝Ｌｉ2Ｏ,Ｎａ2Ｏ,ＢｅＯ,Ｍｇ
Ｏ,Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，Ｐｒ
2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｐｍ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ
2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ
2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ａｇ2Ｏ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉを（Ｔｌ
1-xＰｂx）：（Ｓｒ1-pＭp）：Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：
２：３の組成比(但しｘ＝０.０５, ０.１, ０.２, ０.
３,０.４, ０.５, ０.６, ０.７, ０.８, ０.９, １.
０, ｐ＝０, ０.０５, ０.１,０.２, ０.３, ０.４,
０.５）で調合し、ライカイ機で混合した後、ペレット
成型した。このペレットを空気中８４０−９５０℃で１
０−５０時間熱処理を行って超電導物質とした。Ｘ線回
折測定の結果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピークの
異相も増加したが、主結晶相は図１にその結晶構造を示
しているＴｌ−（１２２３）相であることがわかった。
また、通常の四端子法による抵抗測定の結果、いずれの
組成においてもＴc＝８８−１２０Ｋの値を示した。
【００２０】尚、（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃａ1
Ｃｕ2Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ
Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc＝
７０−９０Ｋの超電導物質を得ることができた。
Ｃｕ2Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ
Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc＝
７０−９０Ｋの超電導物質を得ることができた。
【００２１】また、（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃ
ｕ1Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相として（Ｔ
ｌ0.5Ｐｂ0.5)Ｓｒ2ＣｕＯ5と同様の結晶構造を有して
いるＴc＝４０−８０Ｋの超電導物質を得ることができ
た。
ｕ1Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相として（Ｔ
ｌ0.5Ｐｂ0.5)Ｓｒ2ＣｕＯ5と同様の結晶構造を有して
いるＴc＝４０−８０Ｋの超電導物質を得ることができ
た。
【００２２】さらに、（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2
Ｃａ3Ｃｕ4Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様
の元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相とし
てＴｌＳｒ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ9と同様の結晶構造を有してい
るＴc＝７０−１２０Ｋ の超電導物質を得ることができ
た。
Ｃａ3Ｃｕ4Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様
の元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相とし
てＴｌＳｒ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ9と同様の結晶構造を有してい
るＴc＝７０−１２０Ｋ の超電導物質を得ることができ
た。
【００２３】一方、（(Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＮq)1Ｓｒ2Ｃ
ａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導物質の場合も、Ｔｌ2Ｏ3，Ｐｂ
Ｏ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ
2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｉｎ2Ｏ
3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3を（Ｔｌ1-xＰｂxＮq）：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：２：３の組成比(但し０＜ｘ＜
１，０＜ｑ＜１）で調合し、ライカイ機で混合した後、
ペレット成型した。このペレットを空気中８４０−９５
０℃で１０−５０時間熱処理を行って超電導物質とし
た。Ｘ線回折測定の結果、ｑ値が多くなるにつれて未同
定ピークの異相も増加したが、図１にその結晶構造を示
しているＴｌ−(１２２３)相であることがわかった。ま
た、通常の四端子法による抵抗測定の結果、Ｔc＝８８
−１２０Ｋの値を示した。
ａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導物質の場合も、Ｔｌ2Ｏ3，Ｐｂ
Ｏ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ
2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｉｎ2Ｏ
3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3を（Ｔｌ1-xＰｂxＮq）：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：２：３の組成比(但し０＜ｘ＜
１，０＜ｑ＜１）で調合し、ライカイ機で混合した後、
ペレット成型した。このペレットを空気中８４０−９５
０℃で１０−５０時間熱処理を行って超電導物質とし
た。Ｘ線回折測定の結果、ｑ値が多くなるにつれて未同
定ピークの異相も増加したが、図１にその結晶構造を示
しているＴｌ−(１２２３)相であることがわかった。ま
た、通常の四端子法による抵抗測定の結果、Ｔc＝８８
−１２０Ｋの値を示した。
【００２４】尚、((Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＮq)1Ｓｒ2Ｃａ1
Ｃｕ2Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元
素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴ
ｌＳｒ2ＣａＣｕ2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc
＝７０−９０Ｋの超電導物質を得ることができた。
Ｃｕ2Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元
素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴ
ｌＳｒ2ＣａＣｕ2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc
＝７０−９０Ｋの超電導物質を得ることができた。
【００２５】また、((Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＮq)1Ｓｒ2Ｃｕ
1Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相として（Ｔｌ
0.5Ｐｂ0.5)Ｓｒ2ＣｕＯ5と同様の結晶構造を有してい
るＴc＝４０−８０Ｋの超電導物質を得ることができ
た。
1Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相として（Ｔｌ
0.5Ｐｂ0.5)Ｓｒ2ＣｕＯ5と同様の結晶構造を有してい
るＴc＝４０−８０Ｋの超電導物質を得ることができ
た。
【００２６】さらに、((Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＭq)1Ｓｒ2Ｃ
ａ3Ｃｕ4Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の
元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶としてＴ
ｌＳｒ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ9と同様の結晶構造を有しているＴ
c＝７０−１２０Ｋ の超電導物質を得ることができる。
ａ3Ｃｕ4Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の
元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶としてＴ
ｌＳｒ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ9と同様の結晶構造を有しているＴ
c＝７０−１２０Ｋ の超電導物質を得ることができる。
【００２７】そして、Ｍ，Ｎに上記と同様の元素置換を
ほどこした（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3
Ｏz系，（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏz
系，（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃｕ1Ｏz系，
（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-p
Ｍp)2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏz系，((Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＭq)1Ｓｒ2
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系， ((Ｔl1-x
Ｐbx)1-qＭq)1Ｓr2Ｃa1Ｃu2Ｏz系，((Ｔl1-xＰbx)1-qＭ
q)1Ｓr2Ｃu1Ｏz系及び((Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＭq)1Ｓｒ2Ｃ
ａ3Ｃｕ4Ｏz 系超電導物質の焼結体ペレット（いずれも
ここではｘ＝０.４, ｐ＝０.２, ｐ＝０.１ の組成のも
のを用いた）をターゲットに用いて、レーザ蒸着法によ
り薄膜の形成を行った。レーザ光に２４８ｎｍのＫｒＦ
エキシマレーザを用いてレーザエネルギー密度が０.３
−５Ｊ／cm2，周波数１−１０Ｈｚ，チェンバー内圧力
Ｐ＝０.０３torrで基板温度１００℃のＭｇＯ（１０
０）基板上に成膜した。得られた膜は非晶質なため、タ
ーゲットと同一組成の粉末間に前記膜を設置して空気中
８１０−９００℃で１０−７０時間熱処理して超電導薄
膜を得た。この薄膜の組成は、化学定量分析の結果、タ
ーゲットと同一組成であることがわかった。また、Ｘ線
回折測定の結果、いずれの薄膜の場合でも基板面に対し
てｃ軸が並んだｃ軸配向膜であり、Ｔc＝４０−１２０
Ｋの超電導転移温度(Ｔc）を示した。Ｘ線回折測定より
求めた各々の酸化物超電導物質のｄ値、及び７Ｔの外部
磁場のもとで測定したＨ＊の温度依存性より求めた規格
化温度(Ｔ／Ｔc）＝０.６ においてのＨ＊の値を表１に
示した。尚、規格化温度とは温度Ｔをその超電導物質の
Ｔｃで割ったものである。また基本構成元素のｄ値と規
格化温度(Ｔ／Ｔc）＝０.６ におけるのＨ＊値を図２に
示す。
ほどこした（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3
Ｏz系，（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏz
系，（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2Ｃｕ1Ｏz系，
（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-p
Ｍp)2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏz系，((Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＭq)1Ｓｒ2
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系， ((Ｔl1-x
Ｐbx)1-qＭq)1Ｓr2Ｃa1Ｃu2Ｏz系，((Ｔl1-xＰbx)1-qＭ
q)1Ｓr2Ｃu1Ｏz系及び((Ｔｌ1-xＰｂx)1-qＭq)1Ｓｒ2Ｃ
ａ3Ｃｕ4Ｏz 系超電導物質の焼結体ペレット（いずれも
ここではｘ＝０.４, ｐ＝０.２, ｐ＝０.１ の組成のも
のを用いた）をターゲットに用いて、レーザ蒸着法によ
り薄膜の形成を行った。レーザ光に２４８ｎｍのＫｒＦ
エキシマレーザを用いてレーザエネルギー密度が０.３
−５Ｊ／cm2，周波数１−１０Ｈｚ，チェンバー内圧力
Ｐ＝０.０３torrで基板温度１００℃のＭｇＯ（１０
０）基板上に成膜した。得られた膜は非晶質なため、タ
ーゲットと同一組成の粉末間に前記膜を設置して空気中
８１０−９００℃で１０−７０時間熱処理して超電導薄
膜を得た。この薄膜の組成は、化学定量分析の結果、タ
ーゲットと同一組成であることがわかった。また、Ｘ線
回折測定の結果、いずれの薄膜の場合でも基板面に対し
てｃ軸が並んだｃ軸配向膜であり、Ｔc＝４０−１２０
Ｋの超電導転移温度(Ｔc）を示した。Ｘ線回折測定より
求めた各々の酸化物超電導物質のｄ値、及び７Ｔの外部
磁場のもとで測定したＨ＊の温度依存性より求めた規格
化温度(Ｔ／Ｔc）＝０.６ においてのＨ＊の値を表１に
示した。尚、規格化温度とは温度Ｔをその超電導物質の
Ｔｃで割ったものである。また基本構成元素のｄ値と規
格化温度(Ｔ／Ｔc）＝０.６ におけるのＨ＊値を図２に
示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】また、成膜方法としてスパッタリング法及
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表１と同様の結果を得た。
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表１と同様の結果を得た。
【００３０】＜実施例２＞（Ｂｉ1-xＰｂx)2(Ｓｒ1-pＭ
p)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導物質の結晶構造を図３に示
す。この超電導物質の作成方法を以下に示す。Ｂｉ
2Ｏ3，ＰｂＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素
とＭ＝Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，ＢｅＯ，ＭｇＯ，Ｓｃ2Ｏ3，
Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，Ｐｒ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｐ
ｍ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｈ
ｏ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ａ
ｇ2Ｏ,Ｐｔ,Ｐｄ,Ｎｉを(Ｂｉ1-xＰｂx)：(Ｓｒ
1-pＭp)：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３の組成比(但しｘ
＝０.０５, ０.１, ０.２,０.３, ０.４, ０.５, ０.
６，０.７，０.８，０.９，１.０, ｐ＝０，０.０５,
０.１, ０.２, ０.３, ０.４, ０.５）で調合し、ライ
カイ機で混合した後、ペレット状に成型した。このペレ
ットを空気中８３０−８５０℃で５０−２４０時間熱処
理を行って超電導物質とした。Ｘ線回折測定の結果、ｐ
値が多くなるにつれて未同定ピークの異相も増加した
が、主結晶相は図３にその結晶構造を示しているＢｉ−
（２２２３）相であることがわかった。また、通常の四
端子法による抵抗測定の結果、いずれの組成においても
Ｔc＝７８−１１０Ｋの値を示した。
p)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導物質の結晶構造を図３に示
す。この超電導物質の作成方法を以下に示す。Ｂｉ
2Ｏ3，ＰｂＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素
とＭ＝Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，ＢｅＯ，ＭｇＯ，Ｓｃ2Ｏ3，
Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，Ｐｒ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｐ
ｍ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｈ
ｏ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ａ
ｇ2Ｏ,Ｐｔ,Ｐｄ,Ｎｉを(Ｂｉ1-xＰｂx)：(Ｓｒ
1-pＭp)：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３の組成比(但しｘ
＝０.０５, ０.１, ０.２,０.３, ０.４, ０.５, ０.
６，０.７，０.８，０.９，１.０, ｐ＝０，０.０５,
０.１, ０.２, ０.３, ０.４, ０.５）で調合し、ライ
カイ機で混合した後、ペレット状に成型した。このペレ
ットを空気中８３０−８５０℃で５０−２４０時間熱処
理を行って超電導物質とした。Ｘ線回折測定の結果、ｐ
値が多くなるにつれて未同定ピークの異相も増加した
が、主結晶相は図３にその結晶構造を示しているＢｉ−
（２２２３）相であることがわかった。また、通常の四
端子法による抵抗測定の結果、いずれの組成においても
Ｔc＝７８−１１０Ｋの値を示した。
【００３１】尚、（Ｂｉ1-xＰｂx）2（Ｓｒ1-pＭp)2Ｃ
ａ1Ｃｕ2Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の
元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相として
Ｂｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ8 と同様の結晶構造を有してい
るＴc＝７０−９０Ｋの超電導物質を得ることができ
た。
ａ1Ｃｕ2Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の
元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相として
Ｂｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ8 と同様の結晶構造を有してい
るＴc＝７０−９０Ｋの超電導物質を得ることができ
た。
【００３２】また、（Ｂｉ1-xＰｂx）2（Ｓｒ1-pＭp）2
Ｃｕ1Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＢｉ
2Ｓｒ2ＣｕＯ6と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０
−８０Ｋの超電導物質を得ることができた。
Ｃｕ1Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＢｉ
2Ｓｒ2ＣｕＯ6と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０
−８０Ｋの超電導物質を得ることができた。
【００３３】一方、((Ｂｉ1-xＰｂx)1-qＮq)2Ｓｒ2Ｃａ
2Ｃｕ3Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｂｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，
ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ
2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｔｌ2Ｏ
3，Ｉｎ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3， Ａｌ2Ｏ3を（Ｂｉ1-xＰｂxＮ
q)：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３の組成比(但し
ｘ＝０.０５, ０.１, ０.２, ０.３, ０.４, ０.５,
０.６, ０.７, ０.８, ０.９, １.０, ｐ＝０, ０.０
５, ０.１, ０.２, ０.３, ０.４, ０.５）で調合し、
ライカイ機で混合した後、ペレット状に成型した。この
ペレットを空気中８３０−８５０℃で５０−２４０時間
熱処理を行って超電導物質とした。Ｘ線回折測定の結
果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピークの異相も増加
したが、主結晶相は図３にその結晶構造を示しているＢ
ｉ−（２２２３）相であることがわかった。また、通常
の四端子法による抵抗測定の結果、いずれの組成におい
てもＴc＝７３−１１０Ｋの値を示した。
2Ｃｕ3Ｏz 系超電導物質の場合も、Ｂｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，
ＳｒＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ
2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｔｌ2Ｏ
3，Ｉｎ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3， Ａｌ2Ｏ3を（Ｂｉ1-xＰｂxＮ
q)：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３の組成比(但し
ｘ＝０.０５, ０.１, ０.２, ０.３, ０.４, ０.５,
０.６, ０.７, ０.８, ０.９, １.０, ｐ＝０, ０.０
５, ０.１, ０.２, ０.３, ０.４, ０.５）で調合し、
ライカイ機で混合した後、ペレット状に成型した。この
ペレットを空気中８３０−８５０℃で５０−２４０時間
熱処理を行って超電導物質とした。Ｘ線回折測定の結
果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピークの異相も増加
したが、主結晶相は図３にその結晶構造を示しているＢ
ｉ−（２２２３）相であることがわかった。また、通常
の四端子法による抵抗測定の結果、いずれの組成におい
てもＴc＝７３−１１０Ｋの値を示した。
【００３４】尚、(（Ｂｉ1-xＰｂx)1-qＮq)2Ｓｒ2Ｃａ1
Ｃｕ2Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＢｉ
2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ8と同様の結晶構造を有しているＴc
＝６８−９０Ｋ の超電導物質を得ることができた。
Ｃｕ2Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素
を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＢｉ
2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏ8と同様の結晶構造を有しているＴc
＝６８−９０Ｋ の超電導物質を得ることができた。
【００３５】また、((Ｂｉ1-xＰｂx)1-qＮq)2Ｓｒ2Ｃｕ
1Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＢｉ2Ｓ
ｒ2ＣｕＯ6と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−
７８Ｋの超電導物質を得ることができた。
1Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＢｉ2Ｓ
ｒ2ＣｕＯ6と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−
７８Ｋの超電導物質を得ることができた。
【００３６】そして、様々な組成（ｘ＝０.２, ｐ＝０.
１, ｑ＝０.２)のターゲットを作製して、実施例１と同
様にして、レーザー蒸着法により超電導薄膜を作製し
た。実施例１と同様な方法で測定したｄ値及びＨ＊の値
を表２に示す。
１, ｑ＝０.２)のターゲットを作製して、実施例１と同
様にして、レーザー蒸着法により超電導薄膜を作製し
た。実施例１と同様な方法で測定したｄ値及びＨ＊の値
を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】また、成膜方法としてスパッタリング法及
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表２と同様の結果を得た。
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表２と同様の結果を得た。
【００３９】＜実施例３＞本発明に使用したＴｌ1(Ｂａ
1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz 系超電導物質の結晶構造を図４
に示す。超電導物質の作成方法を以下に示す。Ｔｌ
2Ｏ3，ＢａＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素とＭ＝Ｌ
ｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ ，ＢｅＯ，ＭｇＯ，ＳｒＯ，Ｓ
ｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3,Ｐｒ2Ｏ3,Ｎｄ2
Ｏ3,Ｐｍ2Ｏ3,Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ
3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ
3，Ａｇ2Ｏ ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＮｉをＴｌ：(Ｂａ
1-pＭp)：Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：２：３の組成比（但し
０＜ｐ＜１）で調合し、ライカイ機で混合した後、ペレ
ット成型した。このペレットを空気中８２０−８５０℃
で５０−２４０時間熱処理を行って超電導物質とした。
Ｘ線回折測定の結果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピ
ークの異相も増加したが、主結晶相は図４にその結晶構
造を示しているＢｉ−（２２２３）相であることがわか
った。また、通常の四端子法による抵抗測定の結果、い
ずれの組成においてもＴｃ＝８２−１１５Ｋの値を示し
た。
1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz 系超電導物質の結晶構造を図４
に示す。超電導物質の作成方法を以下に示す。Ｔｌ
2Ｏ3，ＢａＯ，ＣａＯ，ＣｕＯの基本構成元素とＭ＝Ｌ
ｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ ，ＢｅＯ，ＭｇＯ，ＳｒＯ，Ｓ
ｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3,Ｐｒ2Ｏ3,Ｎｄ2
Ｏ3,Ｐｍ2Ｏ3,Ｓｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ
3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ
3，Ａｇ2Ｏ ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＮｉをＴｌ：(Ｂａ
1-pＭp)：Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：２：３の組成比（但し
０＜ｐ＜１）で調合し、ライカイ機で混合した後、ペレ
ット成型した。このペレットを空気中８２０−８５０℃
で５０−２４０時間熱処理を行って超電導物質とした。
Ｘ線回折測定の結果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピ
ークの異相も増加したが、主結晶相は図４にその結晶構
造を示しているＢｉ−（２２２３）相であることがわか
った。また、通常の四端子法による抵抗測定の結果、い
ずれの組成においてもＴｃ＝８２−１１５Ｋの値を示し
た。
【００４０】尚、Ｔｌ1(Ｂａ1-pＭp)2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏz 系
超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢa2ＣaＣu
2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９２Ｋ
の超電導物質を得ることができた。
超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢa2ＣaＣu
2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９２Ｋ
の超電導物質を得ることができた。
【００４１】また、Ｔｌ1(Ｂａ1-pＭp)2Ｃｕ1Ｏz系超電
導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して同様
の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ2ＣｕＯ5と
同様の結晶構造を有しているＴc＝５０−９０Ｋ の超電
導物質を得ることができた。さらに、Ｔｌ1(Ｂａ
1-pＭp)Ｃａ3Ｃｕ4Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記
と同様の元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶
相としてＴｌＢａ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ11と同様の結晶構造を
有しているＴc＝７０−９０Ｋの超電導物質を得ること
ができた。
導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して同様
の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ2ＣｕＯ5と
同様の結晶構造を有しているＴc＝５０−９０Ｋ の超電
導物質を得ることができた。さらに、Ｔｌ1(Ｂａ
1-pＭp)Ｃａ3Ｃｕ4Ｏz系超電導物質の場合も、Ｍに上記
と同様の元素を置換して同様の熱処理を行えば、主結晶
相としてＴｌＢａ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ11と同様の結晶構造を
有しているＴc＝７０−９０Ｋの超電導物質を得ること
ができた。
【００４２】一方、（Ｔｌ1-qＮq)1Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz
系超電導物質の場合も、Ｔｌ2Ｏ3，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｃ
ｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ
2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3
を(Ｔｌ1-qＮq)：Ｂａ：Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：２：３の
組成比（但し０＜ｑ＜１）で調合し、ライカイ機で混合
した後、ペレット成型した。このペレットを空気中８２
０−８５０℃で５０−２４０時間熱処理を行って超電導
物質とした。Ｘ線回折測定の結果、ｑ値が多くなるにつ
れて未同定ピークの異相も増加したが、図４にその結晶
構造を示しているＴｌ−（１２２３）相であることがわ
かった。また、通常の四端子法による抵抗測定の結果、
Ｔc＝７８−１１５Ｋの値を示した。
系超電導物質の場合も、Ｔｌ2Ｏ3，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｃ
ｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ
2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3
を(Ｔｌ1-qＮq)：Ｂａ：Ｃａ：Ｃｕ＝１：２：２：３の
組成比（但し０＜ｑ＜１）で調合し、ライカイ機で混合
した後、ペレット成型した。このペレットを空気中８２
０−８５０℃で５０−２４０時間熱処理を行って超電導
物質とした。Ｘ線回折測定の結果、ｑ値が多くなるにつ
れて未同定ピークの異相も増加したが、図４にその結晶
構造を示しているＴｌ−（１２２３）相であることがわ
かった。また、通常の四端子法による抵抗測定の結果、
Ｔc＝７８−１１５Ｋの値を示した。
【００４３】尚、（Ｔｌ1-qＮq)1Ｂａ2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏz系
超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ2Ｃａ
Ｃｕ2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９
０Ｋの超電導物質を得ることができた。
超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ2Ｃａ
Ｃｕ2Ｏ7と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９
０Ｋの超電導物質を得ることができた。
【００４４】また、（Ｔｌ1-qＮq)1Ｂａ2Ｃｕ1Ｏz 系超
電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して同
様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ2ＣｕＯ5
と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−８０Ｋ の超
電導物質を得ることができた。
電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して同
様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ2ＣｕＯ5
と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−８０Ｋ の超
電導物質を得ることができた。
【００４５】さらに、（Ｔｌ1-qＮq)1Ｂａ2Ｃａ3Ｃｕ4
Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ
2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ11と同様の結晶構造を有しているＴc＝７
０−９０Ｋの超電導物質を得ることができた。
Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌＢａ
2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ11と同様の結晶構造を有しているＴc＝７
０−９０Ｋの超電導物質を得ることができた。
【００４６】そして、様々な組成(ｐ＝０.２, ｑ＝０.
１)のターゲットを作製して、実施例１と同様にして、
レーザー蒸着法により超電導薄膜を作製した。実施例１
と同様な方法で測定したｄ値及びＨ＊の値を表３に示
す。
１)のターゲットを作製して、実施例１と同様にして、
レーザー蒸着法により超電導薄膜を作製した。実施例１
と同様な方法で測定したｄ値及びＨ＊の値を表３に示
す。
【００４７】
【表３】
【００４８】また、成膜方法としてスパッタリング法及
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表３と同様の結果を得た。
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表３と同様の結果を得た。
【００４９】＜実施例４＞Ｔｌ2(Ｂａ1-pＭp)2Ｃａ2Ｃ
ｕ3Ｏz 系超電導物質の結晶構造を図５に示す。超電導
物質の作成方法を以下に示す。Ｔｌ2Ｏ3，ＢａＯ，Ｃａ
Ｏ，ＣｕＯの基本構成元素とＭ＝Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ
2Ｏ，ＢｅＯ，ＭｇＯ，ＳｒＯ，Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌ
ａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，Ｐｒ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｐｍ2Ｏ3，Ｓ
ｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｅ
ｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ａｇ2Ｏ，Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＮｉをＴｌ：（Ｂａ1-pＭp)：Ｃａ：
Ｃｕ＝２：２：２：３の組成比（但し０＜ｐ＜１）で調
合し、ライカイ機で混合した後、ペレット成型した。こ
のペレットを空気中８２０−８７０℃で１０−８０時間
熱処理を行って超電導物質とした。Ｘ線回折測定の結
果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピークの異相も増加
したが、主結晶相は図５にその結晶構造を示しているＴ
ｌ−（２２２３）相であることがわかった。また、通常
の四端子法による抵抗測定の結果、いずれの組成におい
てもＴc＝８２−１２５Ｋ の値を示した。
ｕ3Ｏz 系超電導物質の結晶構造を図５に示す。超電導
物質の作成方法を以下に示す。Ｔｌ2Ｏ3，ＢａＯ，Ｃａ
Ｏ，ＣｕＯの基本構成元素とＭ＝Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ
2Ｏ，ＢｅＯ，ＭｇＯ，ＳｒＯ，Ｓｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌ
ａ2Ｏ3，Ｃｅ2Ｏ3，Ｐｒ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｐｍ2Ｏ3，Ｓ
ｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｅ
ｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ａｇ2Ｏ，Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＮｉをＴｌ：（Ｂａ1-pＭp)：Ｃａ：
Ｃｕ＝２：２：２：３の組成比（但し０＜ｐ＜１）で調
合し、ライカイ機で混合した後、ペレット成型した。こ
のペレットを空気中８２０−８７０℃で１０−８０時間
熱処理を行って超電導物質とした。Ｘ線回折測定の結
果、ｐ値が多くなるにつれて未同定ピークの異相も増加
したが、主結晶相は図５にその結晶構造を示しているＴ
ｌ−（２２２３）相であることがわかった。また、通常
の四端子法による抵抗測定の結果、いずれの組成におい
てもＴc＝８２−１２５Ｋ の値を示した。
【００５０】尚、Ｔｌ2(Ｂａ1-pＭp)2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏz 系
超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴl2Ｂa2ＣaＣu
2Ｏ8と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９０Ｋ
の超電導物質を得ることができた。
超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴl2Ｂa2ＣaＣu
2Ｏ8と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９０Ｋ
の超電導物質を得ることができた。
【００５１】また、Ｔｌ2(Ｂａ1-pＭp)2Ｃｕ1Ｏz系超電
導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して同様
の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂａ2ＣｕＯ6
と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−８０Ｋ の超
電導物質を得ることができた。
導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換して同様
の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂａ2ＣｕＯ6
と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−８０Ｋ の超
電導物質を得ることができた。
【００５２】さらに、Ｔｌ2(Ｂａ1-pＭp)Ｃａ3Ｃｕ4Ｏz
系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換し
て同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂａ2Ｃ
ａ3Ｃｕ4Ｏ12と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０
−９０Ｋ の超電導物質を得ることができた。
系超電導物質の場合も、Ｍに上記と同様の元素を置換し
て同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂａ2Ｃ
ａ3Ｃｕ4Ｏ12と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０
−９０Ｋ の超電導物質を得ることができた。
【００５３】一方、（Ｔｌ1-qＮq)2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz
系超電導物質の場合も、Ｔｌ2Ｏ3，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｃ
ｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ
2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3
を（Ｔｌ1-qＮq）：Ｂａ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３
の組成比（但し０＜ｑ＜１）で調合し、ライカイ機で混
合した後、ペレット成型した。このペレットを空気中８
２０−８５０℃で５０−２４０時間熱処理を行って超電
導物質とした。Ｘ線回折測定の結果、ｑ値が多くなるに
つれて未同定ピークの異相も増加したが、図５にその結
晶構造を示しているＴｌ−（２２２３）相であることが
わかった。また、通常の四端子法による抵抗測定の結
果、Ｔc＝７８−１２５Ｋの値を示した。
系超電導物質の場合も、Ｔｌ2Ｏ3，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｃ
ｕＯの基本構成元素とＮ＝Ｓｂ2Ｏ3，Ａｓ2Ｏ3，ＳｎＯ
2，ＧｅＯ2，ＳｉＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3
を（Ｔｌ1-qＮq）：Ｂａ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３
の組成比（但し０＜ｑ＜１）で調合し、ライカイ機で混
合した後、ペレット成型した。このペレットを空気中８
２０−８５０℃で５０−２４０時間熱処理を行って超電
導物質とした。Ｘ線回折測定の結果、ｑ値が多くなるに
つれて未同定ピークの異相も増加したが、図５にその結
晶構造を示しているＴｌ−（２２２３）相であることが
わかった。また、通常の四端子法による抵抗測定の結
果、Ｔc＝７８−１２５Ｋの値を示した。
【００５４】尚、（Ｔｌ1-qＮq)2Ｂａ2Ｃａ1Ｃｕ2Ｏz系
超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴl2Ｂa2ＣaＣu
2Ｏ8と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９０Ｋ
の超電導物質を得ることができた。
超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して
同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴl2Ｂa2ＣaＣu
2Ｏ8と同様の結晶構造を有しているＴc＝７０−９０Ｋ
の超電導物質を得ることができた。
【００５５】また、（Ｔｌ1-qＮq)2Ｂａ2Ｃｕ1Ｏz 系超
電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して同
様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂａ2ＣｕＯ
5 と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−８０Ｋ の
超電導物質を得ることができた。
電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置換して同
様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂａ2ＣｕＯ
5 と同様の結晶構造を有しているＴc＝４０−８０Ｋ の
超電導物質を得ることができた。
【００５６】さらに、（Ｔｌ1-qＮq)2Ｂａ2Ｃａ3Ｃｕ4
Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂ
ａ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ9 と同様の結晶構造を有しているＴc＝
７０−９０Ｋ の超電導物質を得ることができた。
Ｏz系超電導物質の場合も、Ｎに上記と同様の元素を置
換して同様の熱処理を行えば、主結晶相としてＴｌ2Ｂ
ａ2Ｃａ3Ｃｕ4Ｏ9 と同様の結晶構造を有しているＴc＝
７０−９０Ｋ の超電導物質を得ることができた。
【００５７】そして、様々な組成(ｐ＝０.２, ｑ＝０.
２)のターゲットを作製して、実施例１と同様にして、
レーザー蒸着法により超電導薄膜を作製した。実施例１
と同様な方法で測定したｄ値及びＨ＊の値を表４に示
す。
２)のターゲットを作製して、実施例１と同様にして、
レーザー蒸着法により超電導薄膜を作製した。実施例１
と同様な方法で測定したｄ値及びＨ＊の値を表４に示
す。
【００５８】
【表４】
【００５９】また、成膜方法としてスパッタリング法及
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表４と同様の結果を得た。
びＭＢＥ法を用いた場合も上記と同様のプロセスを行っ
て、表４と同様の結果を得た。
【００６０】＜実施例５＞実施例１と同様にして、(１)
(Ｔｌ0.6Ｐｂ0.4)(Ｓｒ0.9Ｎａ0.1)2Ｃa2Ｃu3Ｏz及び
（２）ＳｒＴｉＯ3 の組成を持つ２種類ターゲットを作
製する。実施例１でおこなったものと同様のレーザー蒸
着法によって、まず、（１）のターゲットを用いて、
(Ｔｌ0.6Ｐｂ0.4)(Ｓｒ0.9Ｎａ0.1)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ9の膜
を１００ｎｍ成膜した後、次に（２）のターゲットを用
いて、ＳｒＴｉＯ3 の膜を３０ｎｍ成膜する。さらにこ
の上に再び（１）の膜を１００ｎｍ成膜して多層膜を形
成した。得られた多層膜に、フォトレジストによりパタ
ーンを形成し、ジョセフソン接合を形成して、ＳＱＵＩ
Ｄ，μ波応用機器の母体とした。上記（１）の酸化物超
電導物質として本発明によるどの酸化物超電導物質を用
いた場合でも、同様のプロセスを行うことによって、同
様のジョセフソン結合が作製できる。
(Ｔｌ0.6Ｐｂ0.4)(Ｓｒ0.9Ｎａ0.1)2Ｃa2Ｃu3Ｏz及び
（２）ＳｒＴｉＯ3 の組成を持つ２種類ターゲットを作
製する。実施例１でおこなったものと同様のレーザー蒸
着法によって、まず、（１）のターゲットを用いて、
(Ｔｌ0.6Ｐｂ0.4)(Ｓｒ0.9Ｎａ0.1)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ9の膜
を１００ｎｍ成膜した後、次に（２）のターゲットを用
いて、ＳｒＴｉＯ3 の膜を３０ｎｍ成膜する。さらにこ
の上に再び（１）の膜を１００ｎｍ成膜して多層膜を形
成した。得られた多層膜に、フォトレジストによりパタ
ーンを形成し、ジョセフソン接合を形成して、ＳＱＵＩ
Ｄ，μ波応用機器の母体とした。上記（１）の酸化物超
電導物質として本発明によるどの酸化物超電導物質を用
いた場合でも、同様のプロセスを行うことによって、同
様のジョセフソン結合が作製できる。
【００６１】図６に、上記のようにして作製したＳＱＵ
ＩＤ素子の構成図を示す。２つのジョセフソン接合部分
を有するｄc−ＳＱＵＩＤ であり、上部及び下部超電導
体として、本発明による超電導物質(Ｔｌ0.6Ｐｂ0.4)
(Ｓｒ0.9Ｎａ0.1)2Ｃa2Ｃu3Ｏ9を用いており、中間層に
は絶縁性の酸化物ＳｒＴｉＯ3を用いている。このSQUID
素子を用いてＳＱＵＩＤ装置を組立，微小な磁場を測定
したところ、素子の冷却温度が７７Ｋにおいて、１／１
００ガウスの磁場を検出できることが確認できた。
ＩＤ素子の構成図を示す。２つのジョセフソン接合部分
を有するｄc−ＳＱＵＩＤ であり、上部及び下部超電導
体として、本発明による超電導物質(Ｔｌ0.6Ｐｂ0.4)
(Ｓｒ0.9Ｎａ0.1)2Ｃa2Ｃu3Ｏ9を用いており、中間層に
は絶縁性の酸化物ＳｒＴｉＯ3を用いている。このSQUID
素子を用いてＳＱＵＩＤ装置を組立，微小な磁場を測定
したところ、素子の冷却温度が７７Ｋにおいて、１／１
００ガウスの磁場を検出できることが確認できた。
【００６２】また作製したジョセフソン接合を用いて作
製したマイクロ波検出器の動波管マウントの構成を、図
７に示す。液体窒素に浸漬して冷却し、基本動作を確認
した。
製したマイクロ波検出器の動波管マウントの構成を、図
７に示す。液体窒素に浸漬して冷却し、基本動作を確認
した。
【００６３】＜実施例６＞本発明による超電導物質(Ｔ
ｌ0.9Ｉｎ0.1)(Ｂａ0.9Ｎａ0.1)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ9の粉末
を有機溶剤に分散させて、ドクターブレード法によっ
て、幅１０mm，厚さ０.０５mmの銀テープと厚さ０.１mm
のステンレス鋼のテープを張り合わせた複合金属テープ
の上に、超電導物質の薄い膜を０.１mm 程度の厚さに形
成した。図８にこの線材の断面図を示す。コイル状にも
の線材を巻いたときに互いの絶縁を取るために、薄い酸
化ニッケルの層を形成してある。
ｌ0.9Ｉｎ0.1)(Ｂａ0.9Ｎａ0.1)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ9の粉末
を有機溶剤に分散させて、ドクターブレード法によっ
て、幅１０mm，厚さ０.０５mmの銀テープと厚さ０.１mm
のステンレス鋼のテープを張り合わせた複合金属テープ
の上に、超電導物質の薄い膜を０.１mm 程度の厚さに形
成した。図８にこの線材の断面図を示す。コイル状にも
の線材を巻いたときに互いの絶縁を取るために、薄い酸
化ニッケルの層を形成してある。
【００６４】この様な超電導線材をもちいて図７に示す
様な構造を持つコイルを巻いた。ステンレス製の内径４
５mm, 外径５０mm, 長さ１００mmの円筒ボビン（１６）
の表面を絶縁し、その周りに上記の超電導線材を４００
ターン巻いて１つのパンケーキ型コイル（１７）を形成
し、それを縦方向に１０個積み重ねるような構成にし
た。巻き線が終了した後、コイル全体を電気炉に入れ
て、８３０℃で３０時間、熱処理を行った。
様な構造を持つコイルを巻いた。ステンレス製の内径４
５mm, 外径５０mm, 長さ１００mmの円筒ボビン（１６）
の表面を絶縁し、その周りに上記の超電導線材を４００
ターン巻いて１つのパンケーキ型コイル（１７）を形成
し、それを縦方向に１０個積み重ねるような構成にし
た。巻き線が終了した後、コイル全体を電気炉に入れ
て、８３０℃で３０時間、熱処理を行った。
【００６５】最上部と最下部のパンケーキ型コイルの外
側に電流供給用の銅製の電流リード（１８）を接続し
た。
側に電流供給用の銅製の電流リード（１８）を接続し
た。
【００６６】この超電導コイルを図１０に示すようなコ
イルシステムに組み上げて、液体窒素で冷却して外部よ
り電流を供給しながら、磁場を発生させていったとこ
ろ、超電導状態で少なくとも２.１ テスラーの磁場が発
生できることが確認できた。
イルシステムに組み上げて、液体窒素で冷却して外部よ
り電流を供給しながら、磁場を発生させていったとこ
ろ、超電導状態で少なくとも２.１ テスラーの磁場が発
生できることが確認できた。
【００６７】＜実施例７＞実施例６で作製した超電導マ
グネットを使用してＮＭＲ装置を作製し、水素原子の核
磁気共鳴が測定できることを確認した。市販のＨｅ冷却
で運転するタイプの物に比べて、断熱が簡略化出来るこ
とから、製造コストが１０％以上削減出来ることが分か
った。また高価な液体ヘリウムを用いないですむことか
ら運転コストも大幅に低減出来ることが分かった。ＮＭ
Ｒ装置とＭＲＩ装置の基本的な動作原理は同じであるの
で本発明による超電導物質を用いて作製した超電導線材
を使用した超電導マグネットを使ったＭＲＩ装置の作製
が可能であることが分かる。製造コストを見積ったとこ
ろ、ヘリウム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価
な窒素冷凍機で済むこと、断熱が１重で済むことから、
少なくとも２０％のコストダウンが可能であることが分
かった。
グネットを使用してＮＭＲ装置を作製し、水素原子の核
磁気共鳴が測定できることを確認した。市販のＨｅ冷却
で運転するタイプの物に比べて、断熱が簡略化出来るこ
とから、製造コストが１０％以上削減出来ることが分か
った。また高価な液体ヘリウムを用いないですむことか
ら運転コストも大幅に低減出来ることが分かった。ＮＭ
Ｒ装置とＭＲＩ装置の基本的な動作原理は同じであるの
で本発明による超電導物質を用いて作製した超電導線材
を使用した超電導マグネットを使ったＭＲＩ装置の作製
が可能であることが分かる。製造コストを見積ったとこ
ろ、ヘリウム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価
な窒素冷凍機で済むこと、断熱が１重で済むことから、
少なくとも２０％のコストダウンが可能であることが分
かった。
【００６８】＜実施例８＞本発明で作製した超電導線材
を使用した磁気浮上列車の製造コストを見積った。ヘリ
ウム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷
凍機で済むこと、断熱が１重で済むこと、超電導線材の
比熱が大きいことから、磁気浮上列車の信頼性が大きく
向上するとともに、少なくとも５％の製造コストダウン
が可能であることが分かった。
を使用した磁気浮上列車の製造コストを見積った。ヘリ
ウム冷凍機の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷
凍機で済むこと、断熱が１重で済むこと、超電導線材の
比熱が大きいことから、磁気浮上列車の信頼性が大きく
向上するとともに、少なくとも５％の製造コストダウン
が可能であることが分かった。
【００６９】＜実施例９＞本発明で作製した超電導物質
を使用した磁気シールドを作製した。厚さ３cmの超電導
物質の板で立方体を作製し、７８Ｋの窒素ガスで冷却
し、シールド超電導状態にして、外部より５０ガウスの
磁場を与えた。内部に入れたホール素子で内部の磁場を
測定したところ、ホール素子の検出可能限界以下の小さ
な磁場であった。外部磁場を３０００ガウスにしたとき
内部の磁場は１ガウス程度であった。本発明による超電
導物質を用いて作製した磁気シールドは十分な特性を有
することが確認できた。
を使用した磁気シールドを作製した。厚さ３cmの超電導
物質の板で立方体を作製し、７８Ｋの窒素ガスで冷却
し、シールド超電導状態にして、外部より５０ガウスの
磁場を与えた。内部に入れたホール素子で内部の磁場を
測定したところ、ホール素子の検出可能限界以下の小さ
な磁場であった。外部磁場を３０００ガウスにしたとき
内部の磁場は１ガウス程度であった。本発明による超電
導物質を用いて作製した磁気シールドは十分な特性を有
することが確認できた。
【００７０】＜実施例１０＞大型の粒子加速器、例えば
リングの直径が１ｋｍの加速器リングにつける粒子ビー
ム収束用の４極電磁石をすべて本発明による超電導線材
を用いたマグネットで作製した場合、従来の液体ヘリウ
ム冷却の超電導マグネットで作製した場合に比べてどの
程度のコスト低減になるかを見積った。ヘリウム冷凍機
の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍機で済む
こと、断熱が簡単で良いこと、比熱の大きい液体窒素で
あることから冷媒を超電導マグネットに供給するシステ
ムが非常に簡略化出来ることから、２０％以上のコスト
低減になることが分かった。
リングの直径が１ｋｍの加速器リングにつける粒子ビー
ム収束用の４極電磁石をすべて本発明による超電導線材
を用いたマグネットで作製した場合、従来の液体ヘリウ
ム冷却の超電導マグネットで作製した場合に比べてどの
程度のコスト低減になるかを見積った。ヘリウム冷凍機
の代わりに構造がずっと簡単で安価な窒素冷凍機で済む
こと、断熱が簡単で良いこと、比熱の大きい液体窒素で
あることから冷媒を超電導マグネットに供給するシステ
ムが非常に簡略化出来ることから、２０％以上のコスト
低減になることが分かった。
【００７１】
【発明の効果】以上のように、酸化物超電導体の結晶構
造のＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の間に位置するＳｒ及びＢ
ａ元素に上記両者よりイオン半径の小さな元素を置換す
ることで、Ｃｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の距離（ｄ）を短く
でき、その結果ｃ軸方向のＨ＊を大きく向上できた酸化
物超電導体を提供することができた。また、同様に酸化
物超電導体の結晶構造のＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の間に
位置するＴｌ及びＰｂ及びＢｉ元素に上記両者よりイオ
ン半径の小さな元素を置換することで、Ｃｕ−Ｏ面とＣ
ｕ−Ｏ面の距離（ｄ）を短くでき、その結果ｃ軸方向の
Ｈ＊を大きく向上できた酸化物超電導体及びその薄膜を
提供することができた。
造のＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の間に位置するＳｒ及びＢ
ａ元素に上記両者よりイオン半径の小さな元素を置換す
ることで、Ｃｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の距離（ｄ）を短く
でき、その結果ｃ軸方向のＨ＊を大きく向上できた酸化
物超電導体を提供することができた。また、同様に酸化
物超電導体の結晶構造のＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面の間に
位置するＴｌ及びＰｂ及びＢｉ元素に上記両者よりイオ
ン半径の小さな元素を置換することで、Ｃｕ−Ｏ面とＣ
ｕ−Ｏ面の距離（ｄ）を短くでき、その結果ｃ軸方向の
Ｈ＊を大きく向上できた酸化物超電導体及びその薄膜を
提供することができた。
【００７２】さらに、上記ｃ軸方向のＨ＊を大きく向上
できた酸化物超電導体の粉末を用いることで、磁場中に
おいて高いＪc を有する酸化物超電導マグネットを形成
できた。
できた酸化物超電導体の粉末を用いることで、磁場中に
おいて高いＪc を有する酸化物超電導マグネットを形成
できた。
【００７３】以上、ｃ軸方向のＨ＊の大きな酸化物超電
導体及びその薄膜及び超電導線材を形成できることによ
り、超電導磁石，コイル及びエレクトロニクスへの応用
が図れる効果がある。
導体及びその薄膜及び超電導線材を形成できることによ
り、超電導磁石，コイル及びエレクトロニクスへの応用
が図れる効果がある。
【図１】本発明になる（Ｔｌ1-xＰｂx)1(Ｓｒ1-pＭp)2
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導体の結晶構造式。
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導体の結晶構造式。
【図２】基本構成元素におけるｄ値とＨ＊との関係。
【図３】本発明になる（Ｂｉ1-xＰｂx)2(Ｓｒ1-pＭp)2
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導体の結晶構造式。
Ｃａ2Ｃｕ3Ｏz系超電導体の結晶構造式。
【図４】本発明になるＴｌ1(Ｂａ1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ
z系超電導体の結晶構造式。
z系超電導体の結晶構造式。
【図５】本発明になるＴｌ2(Ｂａ1-pＭp)2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ
z系超電導体の結晶構造式。
z系超電導体の結晶構造式。
【図６】図６(ａ)及び図６(ｂ)は本発明になるｄc−Ｓ
ＱＵＩＤの 構造を示す平面図及び斜視図。
ＱＵＩＤの 構造を示す平面図及び斜視図。
【図７】図７(ａ)及び図７(ｂ)は本発明になるμ波応答
機器の構造を示す平面図及び斜視図。
機器の構造を示す平面図及び斜視図。
【図８】本発明による超電導物質を使用した超電導線材
の断面構造。
の断面構造。
【図９】図９(ａ)及び図９(ｂ)は本発明による超電導物
質を使用した超電導線材を用いて作製した超電導コイル
の構造を示す平面図及び縦断図。
質を使用した超電導線材を用いて作製した超電導コイル
の構造を示す平面図及び縦断図。
【図１０】本発明による超電導物質を使用した超電導線
材を用いて作製した超電導コイルの構造。
材を用いて作製した超電導コイルの構造。
１…ｄc−ＳＱＵＩＤ 、２…ジョセフソン接合部、３…
上部超電導薄膜層、４…ＳｒＴｉＯ3層 、５…下部超電
導薄膜層、６…μ波検出器の動波管マウント、７…微小
ジョセフソン接合部、８…チョークプランジャー、９…
スタブプランジャー、１０…上部超電導薄膜層、１１…
ＳｒＴｉＯ3層 、１２…超電導層、１３…銀層、１４…
ステンレス層、１５…酸化ニッケル絶縁層、１６…ボビ
ン、１７…超電導コイル、１８…電流リード、１９…超
電導コイル、２０…外部電源、２１…永久電流スイッ
チ、２２…保護抵抗、２３…クライオスタット。
上部超電導薄膜層、４…ＳｒＴｉＯ3層 、５…下部超電
導薄膜層、６…μ波検出器の動波管マウント、７…微小
ジョセフソン接合部、８…チョークプランジャー、９…
スタブプランジャー、１０…上部超電導薄膜層、１１…
ＳｒＴｉＯ3層 、１２…超電導層、１３…銀層、１４…
ステンレス層、１５…酸化ニッケル絶縁層、１６…ボビ
ン、１７…超電導コイル、１８…電流リード、１９…超
電導コイル、２０…外部電源、２１…永久電流スイッ
チ、２２…保護抵抗、２３…クライオスタット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ Ｄ 8936−5Ｇ (72)発明者 生田目 俊秀 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (24)
- 【請求項１】Ｃｕ−Ｏ面を有する層状ペロブスカイト構
造の酸化物超電導物質で、超電導物質同士が形成する結
晶粒界を介して流れうる超電導電流の大きさが、超電導
物質の結晶粒子内部を流れうる超電導電流の大きさの１
／５以上であって、その超電導物質の結晶構造中に含ま
れるＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離の最も長い部分の
長さ（ｄ）が０.３≦ｄ＜９.０ｎｍの範囲内であること
を特徴とする超電導物質。 - 【請求項２】Ｃｕ−Ｏ面を有する層状ペロブスカイト構
造の酸化物超電導物質で、超電導物質同士が形成する結
晶粒界を介して流れうる超電導電流の大きさが、温度７
７Ｋ、磁場１Ｔの状況において１０,０００Ａ／cm2以上
であって、その超電導物質の結晶構造中に含まれるＣｕ
−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離の最も長い部分の長さ
（ｄ）が０.３≦ｄ＜９.０ｎｍ の範囲内であることを
特徴とする超電導物質。 - 【請求項３】結晶からの酸素原子の出入りが、１単位格
子当たり０.５ 個以下である酸化物超電導物質で、その
超電導物質の結晶構造中に含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ−
Ｏ面との距離の最も長い部分の長さ（ｄ）が０.３≦ｄ
＜９.０ｎｍの範囲内であることを特徴とする超電導物
質。 - 【請求項４】（Ｔｌ1-xＰｂx)−Ｓｒ−Ｃａy−Ｃｕy+1
−Ｏz（０＜ｘ＜１，０≦ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４＋
２ｙ）からなる酸化物超電導物質において、Ｔｌもしく
はＰｂもしくはＳｒもしくはＣａもしくはそれらの複数
の構成元素を、それら該当元素より結晶中におけるイオ
ン半径の小さな元素で置換することによって、結晶構造
中に含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離の最も長
い部分の長さ（ｄ）を、置換前の該酸化物超電導物質の
結晶構造中に含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離
の最も長い部分の長さ(ｄ0）よりも小さくしたことを特
徴とする超電導物質。 - 【請求項５】Ｔｌ1−Ｂａ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦
ｙ≦３，３＋２ｙ＜ｚ＜４＋２ｙ）からなる酸化物超電
導物質において、ＴｌもしくはＢａもしくはＣａもしく
はそれらの複数の構成元素を、それら該当元素より結晶
中におけるイオン半径の小さな元素で置換することによ
って、結晶構造中に含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面と
の距離の最も長い部分の長さ（ｄ）を、置換前の該酸化
物超電導物質の結晶構造中に含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ
−Ｏ面との距離の最も長い部分の長さ(ｄ0）よりも小さ
くしたことを特徴とする超電導物質。 - 【請求項６】Ｔｌ2−Ｂａ2−Ｃａy−Ｃｕy+1−Ｏz(０≦
ｙ≦３，５＋２ｙ＜ｚ＜７＋２ｙ）からなる酸化物超電
導物質において、ＴｌもしくはＢａもしくはＣａもしく
はそれらの複数の構成元素を、それら該当元素より結晶
中におけるイオン半径の小さな元素で置換することによ
って、結晶構造中に含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面と
の距離の最も長い部分の長さ（ｄ）を、置換前の該酸化
物超電導物質の結晶構造中に含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ
−Ｏ面との距離の最も長い部分の長さ(ｄ0）よりも小さ
くしたことを特徴とする超電導物質。 - 【請求項７】(Ｂｉ1-xＰｂx)2−Ｓｒ2−Ｃａy−Ｃｕy+1
−Ｏz(０＜ｘ＜１，０≦ｙ≦２，５＋２ｙ＜ｚ＜７＋２
ｙ）からなる酸化物超電導物質において、Ｔｌもしくは
ＢａもしくはＣａもしくはそれらの複数の構成元素を、
それら該当元素より結晶中におけるイオン半径の小さな
元素で置換することによって、結晶構造中に含まれるＣ
ｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離の最も長い部分の長さ
（ｄ）を、置換前の該酸化物超電導物質の結晶構造中に
含まれるＣｕ−Ｏ面とＣｕ−Ｏ面との距離の最も長い部
分の長さ（ｄ0）よりも小さくしたことを特徴とする超
電導物質。 - 【請求項８】請求項２又は７記載の超電導物質におい
て、Ｓｒ元素が前記イオン半径の小さな元素であるＬ
ｉ，Ｎａのアルカリ金属，Ｂｅ，Ｍｇのアルカリ土類金
属，Ｓｃ，Ｙ，Ｌｎ(ランタノイド元素）のIIIａ族及び
Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉの単独または複数で置換され、
そのときの置換率が被置換元素であるＳｒ全体の１％以
上３０％以下であることを特徴とする酸化物超電導物
質。 - 【請求項９】請求項５または請求項６電導体において、
Ｂａ元素が前記イオン半径の小さな元素であるＬｉ，Ｎ
ａのアルカリ金属，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｓｒのアルカリ土類金
属，Ｓｃ，Ｙ，Ｌｎ(ランタノイド元素）のIIIａ族及び
Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ,Ｐｄ,Ｎｉの単独または複数で置換さ
れ、そのときの置換率が被置換元素であるＢａ全体の１
％以上３０％以下であることを特徴とする酸化物超電導
物質。 - 【請求項１０】請求項４，５又は６記載の超電導物質に
おいて、Ｔｌ元素あるいはＰｂが前記イオン半径の小さ
な元素であるＩｎ，Ｇａ，ＡｌのIIIｂ 族、Ｓｎ，Ｇ
ｅ，ＳｉのIVｂ族及びＳｂ，ＡｓのＶｂ族の単独または
複数で置換され、そのときの置換率が被置換元素である
ＴｌおよびＰｂ全体の１％以上３０％以下であることを
特徴とする酸化物超電導物質。 - 【請求項１１】請求項７において、ＢｉあるいはＰｂが
前記イオン半径の小さな元素であるＩｎ，Ｇａ，Ａｌの
IIIｂ 族、Ｓｎ，Ｇｅ，ＳｉのIVｂ族及びＳｂ，Ａｓの
Ｖｂ族の単独または複数で置換され、そのときの置換率
が被置換元素であるＢｉおよびＰｂ全体の１％以上３０
％以下であることを特徴とする酸化物超電導物質。 - 【請求項１２】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材。 - 【請求項１３】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したマグネ
ット。 - 【請求項１４】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したマグネ
ットを使用したＮＭＲ装置。 - 【請求項１５】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したマグネ
ットを使用したＭＲＩ装置。 - 【請求項１６】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したマグネ
ットを使用した磁気浮上列車。 - 【請求項１７】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用した発電装
置。 - 【請求項１８】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したエネル
ギー貯蔵装置。 - 【請求項１９】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質含む超電導線材を使用した磁気シー
ルド装置。 - 【請求項２０】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したシンク
ロトロン放射光発生装置。 - 【請求項２１】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したマグネ
ットを使用した磁気分別装置。 - 【請求項２２】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を含む超電導線材を使用したマグネ
ットを使用した素粒子加速器。 - 【請求項２３】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を用いて作製したＳＱＵＩＤ素子。 - 【請求項２４】請求項１ないし請求項１１のいずれかに
記載の該超電導物質を用いて作製したＳＱＵＩＤ素子を
使用したマイクロ波検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056796A JPH0648733A (ja) | 1992-03-27 | 1993-03-17 | 酸化物超電導物質 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-70604 | 1992-03-27 | ||
| JP7060492 | 1992-03-27 | ||
| JP5056796A JPH0648733A (ja) | 1992-03-27 | 1993-03-17 | 酸化物超電導物質 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0648733A true JPH0648733A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=26397790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056796A Pending JPH0648733A (ja) | 1992-03-27 | 1993-03-17 | 酸化物超電導物質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648733A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011030639A1 (ja) * | 2009-09-08 | 2011-03-17 | 住友電気工業株式会社 | Ｂｉ２２２３酸化物超電導体及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5056796A patent/JPH0648733A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011030639A1 (ja) * | 2009-09-08 | 2011-03-17 | 住友電気工業株式会社 | Ｂｉ２２２３酸化物超電導体及びその製造方法 |
| JP2011057484A (ja) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｂｉ２２２３酸化物超電導体 |
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