RU1833659C - Способ получения монокристаллов висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата - Google Patents
Способ получения монокристаллов висмут-свинец-стронций-кальциевого купратаInfo
- Publication number
- RU1833659C RU1833659C SU4910173A RU1833659C RU 1833659 C RU1833659 C RU 1833659C SU 4910173 A SU4910173 A SU 4910173A RU 1833659 C RU1833659 C RU 1833659C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- crystallization
- crystals
- cooling
- strontium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Использование: получение монокристаллов высокотемпературных сверхпроводников. Способ включает нагрев шихты следующего состава мол.м: Bi2O3 19,85-20,62 PbO4,41-4,58; SrCO3 31,75-32,24; Ca-CO3 13,56-13,82; CuO остальное. Затем проводят гомогенизацию расплава и его кристаллизацию (К) при охлаждении в интервале (Д) 880-892°С на платиновом кристаллодержателе. По истечении 3-4°С от начала К ее закачивают, причем скорость охлаждения в этом интервале 0,03-0,06 град/ч. Затем отделяют кристаллы от расплава вытягиванием Д и проводят его центрифугирование со скоростью 130-160 об/мин. Получены кристаллы фазы 2:2:1:2 с шириной перехода ΔTc и плотностью критического тока до 1·104А/см2.
Description
Изобретение относится к способам получения монокристаллов высокотемпературных сверхпроводящих (СП) материалов, в частности висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата со структурой фазы 2:2:1:2.
Целью изобретения является уменьшение ширины переход в СП-состояние ΔТ и увеличение плотности критического тока Ic.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения монокристаллов висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата, включающем охлаждение расплава шихты, содержащей Bi2O3, PbO, SrCO3, CaCO3 и CuO, шихты содержит указанные компоненты, мол. Bi2O3 19,85-20,62 PbO 4,41-4,58 SrCO3 31,71-32,24 CaCO3 13,56-13,82 CuO 29,30-29,96 кристаллизацию проводят на платиновом кристаллодержателе, а охлаждение расплава заканчивают по истечении 3-4оС от начала кристаллизации, при этом скорость охлаждения в этом интервале равна 0,030-0,060 град/ч, после чего отделяют кристаллы от расплава вытягиванием кристаллодержателя и его центрифугированием со скоростью 130-160 об/мин.
Использование указанных составов шихты и кристаллизация на платиновом кристаллодержателе в интервале охлаждения не более 3-4оС от начала кристаллизации со скоростью охлаждения расплава в интервале 0,03-0,06 град/ч позволяет получать пластинчатые монокристаллы с максимальным размером до 10х10х0,3 мм в области первичной кристаллизации, свободные от посторонних фаз, обладающих диэлектрическими свойствами, а также с минимальным содержанием (до 3% и менее) эпитаксически срастающейся по axb, фазы гетерополитипа со структурой 2:1:1:1 или 2:2:0:1 с ТСо < 77К. Вытягивание кристаллодержателя и его центрифугирование со скоростью 130-160 об/мин позволяет отделить их от остатков расплава, тем самым предотвратить взаимодействие его с монокристаллическим материалом и возникновение неоднородности в поверхностных слоях монокристаллов, поскольку при температурах синтеза 890-880о этот процесс идет достаточно интенсивно (полное затвердевание расплава происходит лишь при 830-820оС).
При отклонении составов шихты от указанных в формуле изобретения кристаллизуются пластинчатые кристаллы, содержащие более 10-15% эпитаксически срастающейся фазы-гетерополитипа со структурой 2:1:1:1 или 2:2:0:1 с ТСо < 77К, либо к одновременной кристаллизации пластинчатых кристаллов, содержащих гетерополитипы со структурой 2:2:1:2+(2:1:1:1 или 2:2:0:1) и отдельных выделений фазы 2:2:0:1 в виде удлиненно-призматических кристаллов, а также игольчатых кристаллов золотисто-зеленого цвета, не идентифицированных заявителем. Последнее приводит к неоднородности монокристаллического материала, увеличению ширины перехода в СП-состояние ΔТ и уменьшению значений плотности критического тока Ic или вовсе исчезновению СП-свойств у монокристаллических образцов.
Увеличение интервалов охлаждения расплавов оптимальных составов более 3-4оС приводит в связи с узкой областью составов первичной кристаллизации фазы со структурой 2:2:1:2 и пологого хода температурной зависимости ликвидуса, к увеличению содержания фазы со структурой 2:1:1:1 или 2:2:0:1 с ТСо < 77К в пластинчатых кристаллах (до 10% и более), а как следствие к ухудшению однородности и СП-свойств материала.
Отклонение от предлагаемого интервала скоростей охлаждения расплава: менее 0,03 град/ч приводит к значительному удлинению процесса получения монокристаллов и повышению их неоднородности из-за испарения расплава и даже уходу из области первичной кристаллизации фазы со структурой 2:2:1:2, а при скоростях охлаждения более 0,06 град/ч формируется мелкокристаллический (с монообластями по axb менее 2х2 мм) материал непригодной для использования.
П р и м е р. Пластинчатые монокристаллы висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата со структурой 2:2:1:2 изготавливают охлаждением расплава шихты, для чего смешивают исходные компоненты в соотношении 20,15 мол. Bi2O3 279,300 г; 4,48 мол. PbO 29,728 г; 32,05 мол. SrCO3 140-780 г; 13,74 мол. СаСО3 40,901 г; 29,58 мол. CuO 70,004 г, которые помещают в платиновый тигель объемом 250 см3 и прокаливают в течение 10 ч для удаления СО2. Затем нагревают шихту до 970-990оС, выдерживают в течение 2 ч и вымешивают при помощи платиновой мешалки для достижения полноты плавления и гомогенизации расплава, после чего его охлаждают со скоростью 30 град/ч до 900оС и до 892 со скоростью 1 град/ч. По достижении температуры начала кристаллизации (контролируют визуально) в расплав вводят платиновый кристаллодержатель плоской спиральной формы и процесс выращивания проводят медленным охлаждением в интервале 3-4оС после начала кристаллизации со скоростью охлаждения 0,05 град/ч. По окончании синтеза кристаллодержатель приподнимают над расплавом и центрифугированием со скоростью 130-160 об/мин отделяют наросшие кристаллы от капель расплава, после чего их извлекают из печи.
Аналогично были получены кристаллы и сростки кристаллов различных фаз, но при других соотношениях компонентов шихты и режимах синтеза, указанных в формуле изобретения. Также были синтезированы кристаллические фазы согласно прототипу.
Изготовленные образцы были переданы на испытания.
Испытания показали, что использование изобретения по сравнению с прототипом позволит получать монокристаллический висмут-свинец-стронций-кальциевый купрат, обладающий достаточно высокой однородностью, более низкими значениями ширины перехода Т в СП-состояние и более высокими значениями плотности критического тока Iспри температурах более 77К (предлагаемый способ позволяет снизить значение ширины перехода ΔТс 20-10 до 2К и менее и достигать значений Ic до 1.104 А/см2). Этот способ позволит также получать монокристаллы достаточно крупных размеров до 10х10х(0,05-0,3) мм, которые пригодны как для исследования различных физических свойств материала, в том числе и параметров в СВЧ-диапазоне, так и создания макетов устройств.
Выявленная узкая область первичной кристаллизации фазы со структурой 2: 2: 1: 2 может также послужить основой для создания высокотехнологичного способа получения эпитаксиальных пленок методом жидкофазной эпитаксии.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ВИСМУТ-СВИНЕЦ-СТРОНЦИЙ-КАЛЬЦИЕВОГО КУПРАТА с кристаллической структурой фазы 2:2:1:2, включающий нагрев шихты, содержащей Bi2O3, PbO, SrCO3, CaCO3 и CuO, выдержку для гомогенизации расплава и кристаллизацию при охлаждении, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ширины перехода в сверхпроводящее состояние ΔT и увеличения плотности критического тока, компоненты шихты берут в следующем соотношении, мол.Bi2O3 19,85 20,62
PbO 4,41 4,58
SrCO3 31,71 32,24
CaCO3 13,56 13,82
CuO Остальное
кристаллизацию проводят на платиновом кристаллодержателе, при охлаждении расплава в интервале 880-892oС и ее заканчивают по истечении 3-4oС от начала кристаллизации, при этом скорость охлаждения в этом интервале равна 0,03-0,06 град/ч, после чего отделяют кристаллы от расплава вытягиванием кристаллодержателя и его центрифугированием со скоростью 130-160 об/мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4910173 RU1833659C (ru) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Способ получения монокристаллов висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4910173 RU1833659C (ru) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Способ получения монокристаллов висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1833659C true RU1833659C (ru) | 1995-05-20 |
Family
ID=21559936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4910173 RU1833659C (ru) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Способ получения монокристаллов висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1833659C (ru) |
-
1991
- 1991-02-12 RU SU4910173 patent/RU1833659C/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
G. Balestrino at al. /Growth of thick single crystals of the higth Te superconductor Bi<Mv>2<D> Sr<Mv>2<D> Ca cu<Mv>2<D> O<Mv>8<D><Mv>+<D><Mv>x<D>. I. Cryst. Growth, 1988, 92, p.674-676. * |
J. Schneck at al. "Phys. Rev." B., 1989, N 13, p.9624-9627. * |
W. Hong at al. /Crystal growth of ney Superconductivity compound Pbo, Bi<Mv>3<D> Sr<Mv>2<D> Ca Cu<Mv>3<D> Ox by the flux method.- I. Cryst. Growth, 1989, 96, p.221-223. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tang et al. | A study on growth of β-BaB2O4 crystals | |
US2898249A (en) | Method of preparing semi-conductor alloys | |
RU1833659C (ru) | Способ получения монокристаллов висмут-свинец-стронций-кальциевого купрата | |
Belt et al. | Superconductor film growth on LaGaO3 substrates by liquid phase epitaxy | |
US5407907A (en) | Method of preparing metal oxide crystal | |
SU1609462A3 (ru) | Лазерное вещество | |
Bhalla et al. | Crystal growth of antimony sulphur iodide | |
Menken et al. | Single crystal growth of the high-Tc superconductors REBa2Cu3O7− x (RE= Y, Er) | |
US4708763A (en) | Method of manufacturing bismuth germanate crystals | |
RU2051210C1 (ru) | Высокотемпературный сверхпроводящий материал и способ его получения | |
SU1733515A1 (ru) | Способ получени монокристаллов высокотемпературных сверхпроводников | |
RU2064023C1 (ru) | СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ YBa2Cu3O7-δ | |
Huang et al. | Primary crystallization field and crystal growth of Bi2Sr2CaCu2Ox | |
RU2019584C1 (ru) | СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ БОРАТА ГАЛЛИЯ GaBO3 | |
JP2852405B2 (ja) | Bi▲下2▼(Sr,Ca)▲下3▼ Cu▲下2▼ O▲下8▼単結晶の溶液引き上げ法による製造方法 | |
JPS56149399A (en) | Liquid phase epitaxial growing method | |
RU2039853C1 (ru) | Способ выращивания монокристаллов в системе bi - sr - ca - cu - o | |
RU2103425C1 (ru) | Способ выращивания монокристаллов тетрабората стронция | |
RU2434081C2 (ru) | Способ получения монокристаллов высокотемпературных сверхпроводящих соединений типа "123" | |
RU1431391C (ru) | Способ выращивания монокристаллов теллурида кадмия | |
SU1347513A1 (ru) | Способ выращивани монокристаллов гадолиний-галлиевого граната | |
JP3906359B2 (ja) | P形半導体SrCu2O2単結晶の製造方法 | |
SU1737034A1 (ru) | Способ выращивани монокристаллов титаната бари | |
JPS61146783A (ja) | 化合物半導体単結晶の成長方法 | |
RU1603844C (ru) | Способ получени монокристаллов германата висмута со структурой эвлитина |