JPH0753576B2 - セラミックス超電導体 - Google Patents
セラミックス超電導体Info
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- JPH0753576B2 JPH0753576B2 JP62138750A JP13875087A JPH0753576B2 JP H0753576 B2 JPH0753576 B2 JP H0753576B2 JP 62138750 A JP62138750 A JP 62138750A JP 13875087 A JP13875087 A JP 13875087A JP H0753576 B2 JPH0753576 B2 JP H0753576B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、臨界電流密度の高いセラミックス超電導体に
関する。
関する。
従来、種々のセラミックス超電導体が見出されており、
その中にあって一般式Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導体（式
中Ｙはイットリウム、Baはバリウム、Cuは銅、Ｏは酸
素）は、比較的優れた超電導特性を示すものであり、そ
の標準的組成は、Y1Ba2Cu3O7-δ（δ≒0.2）である。
その中にあって一般式Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導体（式
中Ｙはイットリウム、Baはバリウム、Cuは銅、Ｏは酸
素）は、比較的優れた超電導特性を示すものであり、そ
の標準的組成は、Y1Ba2Cu3O7-δ（δ≒0.2）である。
また上記の系については、Ｙの一部または全量をEu、D
y、Hoなどのランタン系希土類元素で置換した組成改良
型のものが提案されている。
y、Hoなどのランタン系希土類元素で置換した組成改良
型のものが提案されている。
しかし上記のＹ−Ba−Cu−Ｏ系を母体とする種々の組成
の超電導体は、いずれも超電導特性が実用的に不十分な
ものである。
の超電導体は、いずれも超電導特性が実用的に不十分な
ものである。
即ち、臨界温度（以下Tcと略記）はＹ−Ba−Cu−Ｏ系に
おいて90〜95K、前記の組成改良型のもので85〜95K程度
であり、液体窒素温度の77Kで使用するには、温度マー
ジンが不足する欠点がある。
おいて90〜95K、前記の組成改良型のもので85〜95K程度
であり、液体窒素温度の77Kで使用するには、温度マー
ジンが不足する欠点がある。
一方、上記超電導体の多結晶体の臨界電流密度（以下Jc
と略記）は、液体窒素中、零磁界において、103A/cm2程
度であり、銅の液体窒素温度における電流密度を下廻
り、実用上最大の障害となっている。
と略記）は、液体窒素中、零磁界において、103A/cm2程
度であり、銅の液体窒素温度における電流密度を下廻
り、実用上最大の障害となっている。
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、Jcなどの超電導特性に優れたセラミッ
クス超電導体を提供することにある。
とするところは、Jcなどの超電導特性に優れたセラミッ
クス超電導体を提供することにある。
即ち本発明は、一般式Y1Ba2Cu3O7-δ−εＸεで示され
る組成からなることを特徴とするものである。
る組成からなることを特徴とするものである。
上記の一般式においてＹはイットリウム、Baはバリウ
ム、Cuは銅、Ｏは酸素、Ｘは、硫黄（Ｓ）、セレン（S
e）、テルル（Te）のうちの少なくとも１種、δはほぼ
0.2、εは0.01〜6.5の範囲において、ＸがＳ、Se、Teの
うちの２種以上の場合εはそれらの和となる。εを0.01
〜6.5に限定した理由は、εが0.01以下ではJcの向上が
認められず、またεが6.5を越えるとJcは高い値を示す
が、Tcが低下するためである。
ム、Cuは銅、Ｏは酸素、Ｘは、硫黄（Ｓ）、セレン（S
e）、テルル（Te）のうちの少なくとも１種、δはほぼ
0.2、εは0.01〜6.5の範囲において、ＸがＳ、Se、Teの
うちの２種以上の場合εはそれらの和となる。εを0.01
〜6.5に限定した理由は、εが0.01以下ではJcの向上が
認められず、またεが6.5を越えるとJcは高い値を示す
が、Tcが低下するためである。
Y1Ba2Cu3O7-δ−εＸεの組成からなるＹ−Ba−Cu−Ｏ
系の超電導体は、１個のCu原子のまわりを６個のＯ原子
が八面体状にとりかこみ、この八面体が二次元の層を形
成し、この層が積層し、この層間にＹとBaの原子が分布
した層状ペロブスカイト型と称される構造のものであ
る。この八面体の結晶構造は、通常斜方晶と正方晶とが
混在しており、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系にあっては、斜方晶が
超電導体となる。
系の超電導体は、１個のCu原子のまわりを６個のＯ原子
が八面体状にとりかこみ、この八面体が二次元の層を形
成し、この層が積層し、この層間にＹとBaの原子が分布
した層状ペロブスカイト型と称される構造のものであ
る。この八面体の結晶構造は、通常斜方晶と正方晶とが
混在しており、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系にあっては、斜方晶が
超電導体となる。
本発明は、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系超電導体のＯ原子の一部な
いし大部分がＳ、Se、Teの少なくとも１種の原子で置換
された構造のものであり、上記のＳ、Se、Te原子は、い
ずれもＯ原子と同じVIb族に属し、Ｏ原子と同様にCu原
子とイオン結合もしくは共有結合により八面体を形成し
得るものであり、この置換されたあとの八面体が上記の
超電導体となり得る斜方晶の結晶構造をとり易いために
TcもしくはJcが向上するものと考えられる。
いし大部分がＳ、Se、Teの少なくとも１種の原子で置換
された構造のものであり、上記のＳ、Se、Te原子は、い
ずれもＯ原子と同じVIb族に属し、Ｏ原子と同様にCu原
子とイオン結合もしくは共有結合により八面体を形成し
得るものであり、この置換されたあとの八面体が上記の
超電導体となり得る斜方晶の結晶構造をとり易いために
TcもしくはJcが向上するものと考えられる。
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例−１ Y2O3、BaCO3、CuOの粉末をY:Ba:Cuのモル比で1:2:3にな
るように秤量し、これを水で混練したのち、直径約50mm
厚さ3mmの円盤状に成形し、これを1000℃で焼結してY1B
a2Cu3O7-δの組成の超電導成形体を作成し、またＳ粉末
を直径50mm厚さ3mmの円盤状に圧粉成形し、これら２個
の円盤を高周波スパッタ装置の別々のターゲットホルダ
ーにセットし、雰囲気を３通りにかえて、500℃に加熱
された10mm×10mm×2mmtの安定化ジルコニア基板状にそ
れぞれ５時間スパッタリングを行った。比較のためY1Ba
2Cu3O7-δの組成の超電導成形体だけをターゲットに用
い、スパッタリングを行った。
るように秤量し、これを水で混練したのち、直径約50mm
厚さ3mmの円盤状に成形し、これを1000℃で焼結してY1B
a2Cu3O7-δの組成の超電導成形体を作成し、またＳ粉末
を直径50mm厚さ3mmの円盤状に圧粉成形し、これら２個
の円盤を高周波スパッタ装置の別々のターゲットホルダ
ーにセットし、雰囲気を３通りにかえて、500℃に加熱
された10mm×10mm×2mmtの安定化ジルコニア基板状にそ
れぞれ５時間スパッタリングを行った。比較のためY1Ba
2Cu3O7-δの組成の超電導成形体だけをターゲットに用
い、スパッタリングを行った。
上記の生成膜体について、膜厚、組成、Tc、Jcを測定し
た。Tc、Jcは、四端子法により測定した。結果は第１表
に示した。
た。Tc、Jcは、四端子法により測定した。結果は第１表
に示した。
第１表より明らかなように、本発明品（１〜３）は比較
品（４）に較べてTc、Jcとも高く、特にＳを0.4、0.5含
有するもの（2,3）はJcが十分に高く、実用可能な値を
示している。
品（４）に較べてTc、Jcとも高く、特にＳを0.4、0.5含
有するもの（2,3）はJcが十分に高く、実用可能な値を
示している。
Ｓの置換量は、スパッタリングの雰囲気によってかなり
異なりArガスにO2またはH2Sを混合したものは、Ｓの置
換量が多い。
異なりArガスにO2またはH2Sを混合したものは、Ｓの置
換量が多い。
実施例−２ 実施例−１で得られたNo.3の膜体を、更にO2または／お
よびH2S雰囲気中で700℃20時間の熱処理を施した。
よびH2S雰囲気中で700℃20時間の熱処理を施した。
これらのサンプルについて実施例と同じ測定を行った。
結果を第２表に示した。
結果を第２表に示した。
第２表より明らかなように、本発明品（５〜７）は、い
ずれもJcが高く、特にH2Sの存在下で上記熱処理を施し
たもの（6,7）は、Jcが著しく向上している。O2雰囲気
で熱処理したものは、Ｓの置換量が減少しているが、T
c、Jcとも熱処理前に近い、高い値を示している。これ
は、一旦形成された斜方晶のほとんどがそのまま維持さ
れているためと考えられる。
ずれもJcが高く、特にH2Sの存在下で上記熱処理を施し
たもの（6,7）は、Jcが著しく向上している。O2雰囲気
で熱処理したものは、Ｓの置換量が減少しているが、T
c、Jcとも熱処理前に近い、高い値を示している。これ
は、一旦形成された斜方晶のほとんどがそのまま維持さ
れているためと考えられる。
またＳのモル数が多い程、Tcが低くなりJcが高くなる傾
向が認められる。
向が認められる。
従来のＹ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導体をH2Sを含有する雰
囲気中で熱処理しても、ＯがＳに置換された本発明の超
電導体が得られるが、上記の置換は、Ｓの拡散に律速さ
れるためバルク状のものは長時間を要し適用がむずかし
い。
囲気中で熱処理しても、ＯがＳに置換された本発明の超
電導体が得られるが、上記の置換は、Ｓの拡散に律速さ
れるためバルク状のものは長時間を要し適用がむずかし
い。
以上ＳをＯと置換する実施例について説明したが、Se、
Teについても、またＳ、Se、Teが複雑で置換されたもの
についても、Ｓと同じ効果が得られる。
Teについても、またＳ、Se、Teが複雑で置換されたもの
についても、Ｓと同じ効果が得られる。
本発明によれば、Tcが液体窒素温度を十分に上廻り、且
つJcが極めて高いセラミックス超電導体が得られるの
で、セラミックス超電導体の実用化において顕著な効果
を奏する。
つJcが極めて高いセラミックス超電導体が得られるの
で、セラミックス超電導体の実用化において顕著な効果
を奏する。
Claims (1)
- 【請求項１】一般式Y1Ba2Cu3O7-δ−εＸε（式中Cuは
銅、Ｏは酸素、Ｙはイットリウム、Baはバリウム、Ｙは
硫黄、セレン、テルルのうちの少なくとも１種、δ≒0.
2、ε＝0.01〜6.5）で示される組成物からなることを特
徴とするセラミックス超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138750A JPH0753576B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | セラミックス超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138750A JPH0753576B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | セラミックス超電導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303810A JPS63303810A (ja) | 1988-12-12 |
| JPH0753576B2 true JPH0753576B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=15229308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62138750A Expired - Lifetime JPH0753576B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | セラミックス超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753576B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6418917A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Superconductor |
| JPH01239004A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物高温超電導体及び薄膜超電導体及びスパッタリング用ターゲット |
| JPH0251421A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Rikagaku Kenkyusho | ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘＳｅｙ超電導体 |
-
1987
- 1987-06-02 JP JP62138750A patent/JPH0753576B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63303810A (ja) | 1988-12-12 |
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