JPS58135199A - 鉛ビスマス酸バリウム単結晶の成長方法 - Google Patents
鉛ビスマス酸バリウム単結晶の成長方法Info
- Publication number
- JPS58135199A JPS58135199A JP57017082A JP1708282A JPS58135199A JP S58135199 A JPS58135199 A JP S58135199A JP 57017082 A JP57017082 A JP 57017082A JP 1708282 A JP1708282 A JP 1708282A JP S58135199 A JPS58135199 A JP S58135199A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B9/00—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は極低温素子用材料として注目−されている鉛ビ
スｉス酸バリウム単結晶の成長方法に関する。
スｉス酸バリウム単結晶の成長方法に関する。
鉛ビスマス酸バリウム〔化学式Ｂａ（Ｐｂ１．ｚＢｉｘ
）Ｏｓ）は、鉛酸バリウム〔化学式Ｂａ ＰｂＯ，）と
ビスマス酸バリウム（化学式ＢａＢ１０ａ）の固溶体で
、Ｘが０，０５からα３の軸重では、超伝導性を示すこ
とが知られている。
）Ｏｓ）は、鉛酸バリウム〔化学式Ｂａ ＰｂＯ，）と
ビスマス酸バリウム（化学式ＢａＢ１０ａ）の固溶体で
、Ｘが０，０５からα３の軸重では、超伝導性を示すこ
とが知られている。
かかる材料は、酸化物であるので、酸化雰囲気に強く、
また、通常のセラミックスと同様な方法で作れる高Ｔｃ
超伝導素子としてきわめて注目されている。実用的には
、通常のセラミック法で製造した焼結粉末体、あるいは
、その焼結粉末体を原料として製造した、多結晶薄膜を
素子として用いても何ら差しつかえはない。こうした材
料から造られる素子の特性を図るには、該材料が超伝導
性を示す機構を解明すること、材料的に改良することが
重要であり、このためＫは単結晶を造り物理的な測定に
よる解析が必要とされている。
また、通常のセラミックスと同様な方法で作れる高Ｔｃ
超伝導素子としてきわめて注目されている。実用的には
、通常のセラミック法で製造した焼結粉末体、あるいは
、その焼結粉末体を原料として製造した、多結晶薄膜を
素子として用いても何ら差しつかえはない。こうした材
料から造られる素子の特性を図るには、該材料が超伝導
性を示す機構を解明すること、材料的に改良することが
重要であり、このためＫは単結晶を造り物理的な測定に
よる解析が必要とされている。
ところで、従来、上記化学式で表わされる鉛ビスｉス酸
バリウムのうち Ｘ ｗａｓ Ｑとｘ −１の材料、つ
まりＢ ａ Ｐ ｂ ＯａとＢａＢ１０．については単
結晶の製造が報告されている。しかしながら、注目され
ている超伝導領域を含む固溶体については製造されてい
ない。この固溶体は、高温で分解し易く、常圧下でその
単結晶を直接、溶融状態から成員させることは困難であ
る。このため、高温高圧装置を用いて前記固溶体を成長
させることか考えられているが、装置が高価となるばか
りか、ランニングコストの高騰化を招く。
バリウムのうち Ｘ ｗａｓ Ｑとｘ −１の材料、つ
まりＢ ａ Ｐ ｂ ＯａとＢａＢ１０．については単
結晶の製造が報告されている。しかしながら、注目され
ている超伝導領域を含む固溶体については製造されてい
ない。この固溶体は、高温で分解し易く、常圧下でその
単結晶を直接、溶融状態から成員させることは困難であ
る。このため、高温高圧装置を用いて前記固溶体を成長
させることか考えられているが、装置が高価となるばか
りか、ランニングコストの高騰化を招く。
したがって、可能な限り低温で結晶成長させる方法を用
いることが必要である。
いることが必要である。
このようなことから、低温で結晶成員させる方法として
、フラックス法が知られている。この方法は結晶を造ろ
うとする物質を、溶媒とする物質（以下７ラツクスと称
す）の溶融液中に溶かし込み、徐冷したり、フラックス
を蒸発させながら結晶成長を行なう方法である。こうし
たフラックス法の実施にあたっては、まず、フラックス
の選択が必要である。その条件としては、■結晶を造ろ
うとする物質を相当量溶解できること、■反応して他の
物質を造らないこと、■有害な物質が混入しないこと、
■比重が小さいこと、■適度な粘性を有すること、Ｏｋ
ツボや炉材をＸｉ！１１シないこと、番が挙げられる。
、フラックス法が知られている。この方法は結晶を造ろ
うとする物質を、溶媒とする物質（以下７ラツクスと称
す）の溶融液中に溶かし込み、徐冷したり、フラックス
を蒸発させながら結晶成長を行なう方法である。こうし
たフラックス法の実施にあたっては、まず、フラックス
の選択が必要である。その条件としては、■結晶を造ろ
うとする物質を相当量溶解できること、■反応して他の
物質を造らないこと、■有害な物質が混入しないこと、
■比重が小さいこと、■適度な粘性を有すること、Ｏｋ
ツボや炉材をＸｉ！１１シないこと、番が挙げられる。
ところで、フラックスとして、一般的には各種の塩、鹸
化物もしくはこれらの組み合せのものが用いられている
。しかしながら、それら数多くの物質の中でどの物質が
上記条件を具備しているかを判定するためのデータは極
めて乏しい、したがって、経験的に決めるのが通例であ
り、上記超伝導領域を含む固溶体の単結晶成長に対して
は、いかなる物質が最も適したフラックスとなるかどう
か知られていなかった。
化物もしくはこれらの組み合せのものが用いられている
。しかしながら、それら数多くの物質の中でどの物質が
上記条件を具備しているかを判定するためのデータは極
めて乏しい、したがって、経験的に決めるのが通例であ
り、上記超伝導領域を含む固溶体の単結晶成長に対して
は、いかなる物質が最も適したフラックスとなるかどう
か知られていなかった。
本発明はハロゲン化カリウムを溶媒としたフラックス法
を採用することにより簡便な装置で、より低い温度で前
記超伝導領域を含む鉛ビスｉス酸バリウム単結晶を成員
し得る方法を提供、しようとするものである。
を採用することにより簡便な装置で、より低い温度で前
記超伝導領域を含む鉛ビスｉス酸バリウム単結晶を成員
し得る方法を提供、しようとするものである。
即ち、本発明は鉛ビスマス酸バリウム単結晶を成員する
方法において、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カ
リウム、ヨウ化カリウムのうちのいずれか１￥１ｉ又は
２１１以上を含む溶融塩の中から前記単結晶の成長を行
なうことを特徴とするものである。
方法において、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カ
リウム、ヨウ化カリウムのうちのいずれか１￥１ｉ又は
２１１以上を含む溶融塩の中から前記単結晶の成長を行
なうことを特徴とするものである。
次に１本発明の詳細な説明する。
実施例１
まず、粉末状の炭酸バリウム、二酸化鉛及び二酸化ビス
マスなりａ（ＰｂＯ８ｇＢゑｏ、１）０１で表わされる
組成となるように夫々秤量した。但し、以後の焼結操作
中での二酸化鉛と二酸化ビス！スの揮発損失分を予め見
込んでそれら物質を少し多めに加えた。つづいて、この
混合粉末をウェット・ミルを用いて湿式混合し、脱水、
乾燥した後、酸素ガスを約１ ｊ／ｍｉｎの条件で流し
つづけた電気炉内に置き、その混合粉末を約８００″Ｃ
，で２時間加熱した。このような焼成処理によりＸ線回
折法でＢａ（ＰｂＯｊＢｉ６．Ｊ ）０３以外の回折線
が検出されない単−相の焼結体を得た。
マスなりａ（ＰｂＯ８ｇＢゑｏ、１）０１で表わされる
組成となるように夫々秤量した。但し、以後の焼結操作
中での二酸化鉛と二酸化ビス！スの揮発損失分を予め見
込んでそれら物質を少し多めに加えた。つづいて、この
混合粉末をウェット・ミルを用いて湿式混合し、脱水、
乾燥した後、酸素ガスを約１ ｊ／ｍｉｎの条件で流し
つづけた電気炉内に置き、その混合粉末を約８００″Ｃ
，で２時間加熱した。このような焼成処理によりＸ線回
折法でＢａ（ＰｂＯｊＢｉ６．Ｊ ）０３以外の回折線
が検出されない単−相の焼結体を得た。
次いで、得られたＢａ （Ｐｂ Ｏ，９Ｂ ｉ ｏ、１
） Ｏ畠の焼結体を５Ｐ、ＫＯｊ （７ラツクス）を
９０１夫々杵臘し、これらをコールドプレスして容１ａ
６０仏の白金るつぼに装填して白金量で密閉した。
） Ｏ畠の焼結体を５Ｐ、ＫＯｊ （７ラツクス）を
９０１夫々杵臘し、これらをコールドプレスして容１ａ
６０仏の白金るつぼに装填して白金量で密閉した。
ひきつづき、蓋付白金るつぼを電気炉内に装填し、９０
０〜１１５０″Ｃ，の間の温度下にて４時間乃至４，５
日間保持した後、徐冷して結晶成員を行なった。
０〜１１５０″Ｃ，の間の温度下にて４時間乃至４，５
日間保持した後、徐冷して結晶成員を行なった。
しかして、徐冷後白金るつぼを電気炉から淑出し、蓋を
開けたところ、凝固したＫｏｌ （フラックス）表面
に０．１〜α２ｕ厚の肯黒い板状結晶が析出していた。
開けたところ、凝固したＫｏｌ （フラックス）表面
に０．１〜α２ｕ厚の肯黒い板状結晶が析出していた。
この後、るつぼを温水中に伏せてＫＯｊを除去した後で
は、るつぼの底と壁に色々な形状１寸法で結晶が付着し
ていた。
は、るつぼの底と壁に色々な形状１寸法で結晶が付着し
ていた。
これら結晶を取出し、電気抵抗の温度依頼性を調べたと
ころ、図に示す特性図となった。この図より、得′られ
た結晶が約１０°にで超伝導転移を示すことが１ｍｇさ
れた。よって、超伝導転移を示す鉛ビスマス酸バリウム
単結晶を製造できた。
ころ、図に示す特性図となった。この図より、得′られ
た結晶が約１０°にで超伝導転移を示すことが１ｍｇさ
れた。よって、超伝導転移を示す鉛ビスマス酸バリウム
単結晶を製造できた。
実施例２
ＫＯＩ！の一部をヨウ化カリウム（ＫＩ）で置き換えた
ＫＯｊ−５０モル％ＫＩを溶媒として用いた以外、実施
例１と同様な方法で結晶成長を行なったところ、実施例
１と同様、超電導転移を示す鉛ビスマス酸バリウム単結
晶を候造できた。
ＫＯｊ−５０モル％ＫＩを溶媒として用いた以外、実施
例１と同様な方法で結晶成長を行なったところ、実施例
１と同様、超電導転移を示す鉛ビスマス酸バリウム単結
晶を候造できた。
実施例３
Ｂｉｎ （Ｐｂｏ、ｙＢｉ４３）０１の焼結体２０Ｐと
フッ化カリウム（ＫＦ）８０？とを蓋付色白金るつぼ内
で９００〜１０５０′Ｃ，の温度で４時間乃至４，５日
間保持した後徐冷して結晶成長を行なった。
フッ化カリウム（ＫＦ）８０？とを蓋付色白金るつぼ内
で９００〜１０５０′Ｃ，の温度で４時間乃至４，５日
間保持した後徐冷して結晶成長を行なった。
しかして、徐冷後白金るつぼを電気炉から取出し、壷を
開けたところ、ＫＯＩ！を溶媒とした実施例１の場合と
異なり、凝固したＫＦ裏表面は仮状結晶の析出は認めら
れなかった。しかし、温水でＫＦを流し出した後ではる
つぼ底面に多数の微結晶が付着していた。この結晶を取
出し、Ｘ線回折法で調べたところ、Ｂａ （Ｐｂｏ、７
Ｂｉ ｏ、３ ）０、であることがわかった。
開けたところ、ＫＯＩ！を溶媒とした実施例１の場合と
異なり、凝固したＫＦ裏表面は仮状結晶の析出は認めら
れなかった。しかし、温水でＫＦを流し出した後ではる
つぼ底面に多数の微結晶が付着していた。この結晶を取
出し、Ｘ線回折法で調べたところ、Ｂａ （Ｐｂｏ、７
Ｂｉ ｏ、３ ）０、であることがわかった。
以上詳述した如く、本発明によればハロゲン化カリウム
を溶媒としたフラックス法を採用することにより、簡便
かつ安価な装置で、１２００″Ｃ。
を溶媒としたフラックス法を採用することにより、簡便
かつ安価な装置で、１２００″Ｃ。
以下という低い温度で毒性の強いガス発生を招く仁とな
く、従来法では不可能であった極低温素子用材料として
好適な鉛ビスマス酸バリウム率結晶を成長し得る方法を
提供できるものである。
く、従来法では不可能であった極低温素子用材料として
好適な鉛ビスマス酸バリウム率結晶を成長し得る方法を
提供できるものである。
図面は本発明の実施例１で得られた鉛ビスマス酸バリウ
ム結晶（Ｂａ （Ｐｂ Ｏ，９Ｂｉ ｏ、ｚ ） Ｏｎ
） の電気抵抗の温度依存性を示す特性図である。 出願人代理人 弁理土鈴 江 武 彦
ム結晶（Ｂａ （Ｐｂ Ｏ，９Ｂｉ ｏ、ｚ ） Ｏｎ
） の電気抵抗の温度依存性を示す特性図である。 出願人代理人 弁理土鈴 江 武 彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 鉛ビスｉス酸バリウム単結晶を成員させる方法におい【
、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ
化カリウムめうちのいずれか１１［又は２種以上を含む
溶融塩の中から前記単結晶の成長を行なうこと特徴とす
る鉛ビスマス酸バリウム単結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017082A JPS5938196B2 (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 鉛ビスマス酸バリウム単結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017082A JPS5938196B2 (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 鉛ビスマス酸バリウム単結晶の成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135199A true JPS58135199A (ja) | 1983-08-11 |
| JPS5938196B2 JPS5938196B2 (ja) | 1984-09-14 |
Family
ID=11934049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57017082A Expired JPS5938196B2 (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 鉛ビスマス酸バリウム単結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938196B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168530A (ja) * | 1985-01-21 | 1986-07-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物超伝導材料およびその製造方法 |
| US5043319A (en) * | 1988-08-03 | 1991-08-27 | General Electric Company | Synthesis of lanthanum-alkaline earth-copper-oxygen superconductive material |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6416997U (ja) * | 1987-07-15 | 1989-01-27 |
-
1982
- 1982-02-05 JP JP57017082A patent/JPS5938196B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168530A (ja) * | 1985-01-21 | 1986-07-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物超伝導材料およびその製造方法 |
| US5043319A (en) * | 1988-08-03 | 1991-08-27 | General Electric Company | Synthesis of lanthanum-alkaline earth-copper-oxygen superconductive material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5938196B2 (ja) | 1984-09-14 |
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