RU2090665C1 - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ BI2Sr2CaCu2O8 - Google Patents
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ BI2Sr2CaCu2O8 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090665C1 RU2090665C1 RU93036899A RU93036899A RU2090665C1 RU 2090665 C1 RU2090665 C1 RU 2090665C1 RU 93036899 A RU93036899 A RU 93036899A RU 93036899 A RU93036899 A RU 93036899A RU 2090665 C1 RU2090665 C1 RU 2090665C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cacu
- crystals
- effect
- resonator
- crystallization
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения монокристаллов высокотемпературных сверхпроводников, в частности Bi2Sr2CaCu2O8 для использования в качестве активных элементов СВЧ- техники, работающих на основе эффекта Джозефсона. Способ получения сверхпроводящих монокристаллов на основе соединения Bi2Sr2CaCu2O8 включает расплавление шихты, состоящей из оксидов и карбонатов, с последующей кристаллизацией расплава и отличается тем, что кристаллизацию проводят из шихты, рассчитанной на состав Bi2Sr2CaCu2-xMnxO8, где 0,1≅x≅0,3. Кристаллы размером в плоскости (ab) 2...3 x 2...4 мм имели сразу после выращивания T 84. . .85 К и демонстрировали эффект периодических модуляций добротности резонатора в нулевом магнитном поле на частоте 10 ГГц. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области получения монокристаллов высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), в частности Bi2Sr2CaCu2O8-2212, для использования в СВЧ-технике.
Использование ВТСП-материалов в качестве активных элементов СВЧ- приборов, например усилителей, генераторов, может быть основано на когерентном взаимодействии отдельных джозефсоновских переходов. Экспериментально это взаимодействие может проявляться в виде сужения линии СВЧ-излучения при нестационарном эффекте Джозефсона, наблюдавшемся на монокристаллах 2212 очень маленького размера 30х30 мкм [1] а также в виде периодических модуляций добротности резонатора при внесении в него ВТСП образца в нулевом магнитном поле в области СВЧ-частот. Экспериментально наблюдаемое на кристаллах Bi2Sr2CaCu2O8 проявление когерентного взаимодействия отдельных Джозефсоновских переходов связывают с возможностью образования в этих кристаллах сверхструктуры [2]
Известен способ получения монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8, включающий выращивание кристаллов спонтанной кристаллизацией, механическое извлечение кристаллов из затвердевшей массы и послеростовую термообработку [3] Для выращивания кристаллов шихта, представляющая собой смесь соединений Bi2O3, SrCO3, CaCO3 и CuO, взятых в количествах, соответствующих стехиометрии 2212, помещалась в корундовый тигель, выдерживалась при температуре 1010 - 1045oC и охлаждалась со скоростью 2 5 град/час. Кристаллы, извлеченные из затвердевшей массы, достигали размера 3х4 мм в плоскости (ab) и имели значения температуры перехода в сверхпроводящее состояние T 40 60К. При помещении извлеченных кристаллов в резонатор периодического изменения добротности резонатора на частоте 10 ГГц не наблюдалось. Это можно объяснить тем, что выросшие кристаллы оказались недостаточно совершенными, например, вследствие дефицита кислорода в решетке, что подтверждается низкими значениями T После термообработки на воздухе температура перехода кристалла в сверхпроводящее состояние возрастала и достигала температур 94 87К, однако возникающие в процессе выращивания структурные несовершенства устранить термической обработкой в достаточной степени, видимо, не удавалось, так как периодического изменения добротности резонатора в нулевом магнитном поле при внесении в него термообработанного образца по-прежнему не наблюдалось. Данный способ выбран в качестве прототипа.
Известен способ получения монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8, включающий выращивание кристаллов спонтанной кристаллизацией, механическое извлечение кристаллов из затвердевшей массы и послеростовую термообработку [3] Для выращивания кристаллов шихта, представляющая собой смесь соединений Bi2O3, SrCO3, CaCO3 и CuO, взятых в количествах, соответствующих стехиометрии 2212, помещалась в корундовый тигель, выдерживалась при температуре 1010 - 1045oC и охлаждалась со скоростью 2 5 град/час. Кристаллы, извлеченные из затвердевшей массы, достигали размера 3х4 мм в плоскости (ab) и имели значения температуры перехода в сверхпроводящее состояние T
Задача изобретения состоит в том, чтобы получить монокристаллы типа Bi2Sr2CaCu2O8, обладающие размерами и сверхпроводящими свойствами, близкими к прототипу ( T >80К, размеры в плоскости (ab) 2.3х2.3 мм), но при перемещении которых в резонатор наблюдалось бы периодическое изменение добротности резонатора в СВЧ-диапазоне длин волн и нулевом магнитном поле.
Задача решена путем выращивания монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8 как в способе [3] но из шихты, содержащей помимо карбонатов кальция, стронция и оксидов висмута и меди карбонат марганца в пересчете на соединение Bi2Sr2CaCu2-xMnxO8 при x= 0,1 0,3. Так как марганец имеет переменную валентность, то, как полагают авторы, его присутствие в исходной шихте в количестве 0,1 0,3 формульных единиц обуславливает уменьшение, по данным химического анализа, содержания ионов Cu1+ в затвердевших массах, что приводит, по-видимому, к росту более совершенных, чем в прототипе, кристаллов. Это подтверждается тем, что сразу после роста кристаллы имели T 84 85К вместо 40 60К по прототипу и демонстрировали эффект периодических модуляций добротности резонатора на f=10 ГГц. Таким образом, введение в шихту MnCO3 дает еще и дополнительное преимущество перед прототипом исключается послеростовая термообработка кристаллов. Добавление в шихту MnCO3 менее 0,1 формульной единицы не приводит к достижению желаемого эффекта.
Добавление в шихту MnCO3 более 0,3 формульных единиц приводит к прекращению роста кристаллов в выбранных условиях.
Пример.
Исходные компоненты Bi2O3, SrCO3, CaCO3, CuO, MnCO3, взятые в количестве 100 г и в соотношениях, необходимых для получения соединения Bi2Sr2CaCu2-xMnxO8, где x= 0,1 0,3, помещались в корундовый высокоплотный тигель. Смесь нагревалась до температуры 1010 1045oC, выдерживалась при этой температуре 8 16 часов и охлаждалась со скоростью 2 град/час.
Результаты экспериментов сведены в таблицу.
Из таблицы видно, что предложенный состав шихты является оптимальным.
Claims (1)
- Способ получения сверхпроводящих монокристаллов на основе соединения Bi2Si2CaCu2O8, включающий расплавление шихты, содержащей оксид висмута и меди и карбонаты стронция и кальция, с последующей кристаллизацией расплава, отличающийся тем, что кристаллизацию проводят из шихты, содержащей дополнительно карбонат марганца в пересчете на соединение Bi2Sr2CaСu2-хMnхO8, где 0,1≅х≅ 0,3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036899A RU2090665C1 (ru) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ BI2Sr2CaCu2O8 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036899A RU2090665C1 (ru) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ BI2Sr2CaCu2O8 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93036899A RU93036899A (ru) | 1996-03-27 |
RU2090665C1 true RU2090665C1 (ru) | 1997-09-20 |
Family
ID=20145246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93036899A RU2090665C1 (ru) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ BI2Sr2CaCu2O8 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2090665C1 (ru) |
-
1993
- 1993-07-19 RU RU93036899A patent/RU2090665C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. R Kleiner at al. Sutrinsie Josephson Effect us Bi 2 Si 2 Ca 2 CuO 8 Single Crystals. - Physical Reveu Letter, - 1992, 68, p. 2394 2. Viar-quo Zhena, Qihi, Duan Feng, Feng Y. et al. On the two dimensionl Structure in the 1001 plane of Bi-Si-Ca-Cu-O Superconductors - Applied, Physics Letters, 1992, v. 61, p. 1721 3. Шибанова Н.М., Потапов В.В., Баранова И.М. и др. Выращивание, структурные особенности и микроволновые свойства ВТСП-кристаллов в системе B-Sr-Ca-Cu-O. Сверхпроводимость: физика, химия, техника. - 1993, т.6, N 3, с.597 - 603. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5310707A (en) | Substrate material for the preparation of oxide superconductors | |
Laudise et al. | Crystal growth of high temperature superconductors—Problems, successes, opportunities | |
HU210432B (en) | Improved process for making super conductors | |
RU2090665C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ BI2Sr2CaCu2O8 | |
JP2651481B2 (ja) | 超伝導材料の作製方法 | |
Aselage et al. | Instability of Thallium‐Containing Superconductor Phases in Isothermal Equilibrium with Thallium Oxide | |
US5314869A (en) | Method for forming single phase, single crystalline 2122 BCSCO superconductor thin films by liquid phase epitaxy | |
US7655601B2 (en) | Enhanced melt-textured growth | |
US5413980A (en) | High-T superconductor and process for preparing it | |
Morris et al. | Melt Growth of High‐Critical‐Temperature Superconducting Fibers | |
RU2104939C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА MBa2Cu3Q7-X | |
US7008906B2 (en) | Oxide high-critical temperature superconductor acicular crystal and its production method | |
Cuvier et al. | Study of the formation of the high-temperature superconducting phase in bismuth strontium calcium copper oxide (BiSrCaCu2Oy) by microwave absorption | |
RU1515789C (ru) | Способ выращивани высокотемпературных сверхпровод щих монокристаллов на основе @ | |
US5407906A (en) | Epitaxial layers of 2122 BCSCO superconductor thin films having single crystalline structure | |
JP2637123B2 (ja) | 酸化物超電導体結晶の製造方法 | |
Venturini et al. | Annealing and strain effects on Tl-Ba-Ca-Cu-O crystals and ceramics | |
Demianets et al. | Growth of high-temperature superconductor crystals from flux | |
JPH01148796A (ja) | 酸化物超電導体結晶の製造方法 | |
US6034036A (en) | Method of manufacturing oxide superconductors | |
EP1111691A2 (en) | Superconductor and precursor therefor, their preparation and use of superconductor | |
Pavlyuhin et al. | Structure and oxygen content in the high-temperature superconductor YBa 2 Cu 3 O 7− δ | |
Emmen et al. | Growth of Bi-(Sr, La)-Cu-O single crystals with the floating-zone technique | |
JP4153651B2 (ja) | 酸化物超電導材料の種結晶及びこれを用いた酸化物超電導材料の製造方法 | |
Naqvi et al. | The Pb Sr Y Ca Cu O superconducting system: preparation and characteristics |