RU2109712C1 - Сверхпроводящий оксидный материал - Google Patents
Сверхпроводящий оксидный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109712C1 RU2109712C1 RU95116911/03A RU95116911A RU2109712C1 RU 2109712 C1 RU2109712 C1 RU 2109712C1 RU 95116911/03 A RU95116911/03 A RU 95116911/03A RU 95116911 A RU95116911 A RU 95116911A RU 2109712 C1 RU2109712 C1 RU 2109712C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- beryllium
- transition
- barium
- samples
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к получению нового семейства бериллийсодержащих сверхпроводящих и диэлектрических материалов и может быть использовано в микроэлектронике, электротехнике, энергетике. Сущность: изобретение позволяет повысить температуру сверхпроводящего перехода, повысить теплопроводность материала и расширить спектр электрической проводимости от металлической со сверхпроводящим переходом до полупроводниковой путем частичного замещения одного из элементов (барий, стронций, кальций) второй группы таблицы элементов Д.И.Менделеева в оксидном сверхпроводящем материале на бериллий - элемент той же группы. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится твердотельной электронике, а точнее к технологии получения нового семейства бериллийсодержащих сверхпроводящих и диэлектрических материалов, и может быть использовано в микроэлектронике, электротехнике, энергетике и т.д.
Известны оксидные иттриевые, лантановые, висмутовые и таллиевые материалы, содержащие элементы второй группы таблицы элементов Д.И.Менделеева - барий, стронций, кальций (Куракава Т., Ампо Х., Таяма С.- СФХТ, 1990, т. 3, N 5, с. 773-792), приобретающие при определенных концентрациях способность к переходу в сверхпроводящем состояние.
Недостатком этих материалов является то, что у них неширокий спектр электрических свойств и они могут представлять интерес только как материалы с высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП). Например, состав итрриевой керамики 1: 2:3 (YBa2Cu3O7-δ) считается оптимальным с температурой перехода 92 К. Недостатком этого материала, помимо указанного выше общего недостатка оксидных ВТСП материалов, является низкая температура перехода в сверхпроводящее состояние, низкая теплопроводность и высокая температура синтеза ВТСП.
Наиболее близким является оксидный сверхпроводящий материал, содержащий в качестве металла II группы барий, стронций, кальций, магний или бериллий (заявка Японии N 64-56357, кл. C 04 B 35/00, 1989).
Получение материала, обладающего высокой теплопроводностью и вместе с тем широким спектром электрических свойств - от ВТСП с высокой температурой перехода до диэлектрика с высоким значением электросопротивления, достигается за счет синтеза бериллийсодержащего оксидного материала, общая формула которого представляется, например, в виде Y(Ba1-xBex)2Cu3O7-δ , где X меняется от 0,2 до 0,8. Аналогично можно замещать барий, кальций и стронций в лантановых, таллиевых и висмутовых материалах.
Замена бария бериллием вызвала неожиданный результат, а именно, повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние при прочих равных условиях. Тогда, как известно, (Франк-Каменецкая О.В. и др. Сб. Высокотемпературных сверхпроводимость (актуальные проблемы) - Л., ЛГУ, 1989, в 1, с. 8-45) при замене бария другими элементами той же группы - стронцием, кальцием и магнием, соответственно, наблюдается тенденция подавления сверхпроводимости, т. е. чем меньше размер замещающего атома, тем больше подавляется сверхпроводимость. У бериллия наименьший размер атома по сравнению с атомами элементов этой группы. Поэтому, исходя из наблюдаемой тенденции, замена бария бариллием не должна была сулить ничего хорошего. Кроме того, бериллийсодержащие вещества относятся к токсичным. Однако барий и стронцийсодержащие соединения, как известно (Физико-химические свойства элементов. Справочник. Под ред. Г.В. Самсонова - К., Наукова думка, 1965, с. 807), более токсичны, чем бериллийсодержащие соединения. Положительный эффект повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние и расширение спектра электрических свойств достигается тем, что бериллий обычно наделяет вещества аномальными свойствами.
Пример. Образцы керамики ВТСП синтезируются по обычной керамической технологии в соответствии с твердофазной реакцией:
где x - изменяется от 0,01 до 1.
где x - изменяется от 0,01 до 1.
Смесь Y2O3-BaCO3-BeO-CuO в соответствующих пропорциях перемешивается, затем из этой смеси прессуются образцы под давлением 1 МПа и спекаются со скоростью 20oC/ч до 950oC. Выдержав при этой температуре 48 ч, образцы охлаждают со скоростью 20oC/ч до 450oC. При этой температуре образцы выдерживаются 24 ч, затем охлаждаются до комнатной температуры в полости выключенной печи.
Образцы состава Y(Ba0,8Be0,2)2Cu3O7-δ÷Y(Ba0,4Be0,6)2Cu3O7-δ оказываются при этом оплавленными. Предельная температура твердофазного спекания для этих составов составляют 920-940oC. Причем присутствие жидкой фазы при спекании до температур 950oC не разрушает сверхпроводимость образцов этих составов.
На фиг. 1 приведена зависимость электросопротивления от температуры образцов Y(Ba1-xBex)2Cu3O7-δ . Температура начала перехода в сверхпроводящее состояние образца исходного состава YBa2Cu3O7-δ составляет 92 К, а конец перехода лежит в области 86 К. У образцов Y(Ba0,8Be0,2)2Cu3O7-δ и Y(Ba0,6Be0,4)2Cu3O7-δ начало перехода приходится на 93,5 и 94 К соответственно, а конец на 91 К. Температурный коэффициент электросопротивления в нормальном состоянии повышается с увеличением содержания бериллия. По абсолютной величине электросопротивление в зависимости от содержания бериллия может быть больше или меньше электросопротивления материала исходного состава YBa2Cu3O7-δ . Теплопроводность этих образцов, например, при комнатных температурах (350 К) увеличивается относительно исходного более чем в три раза.
Для образцов составов Y(Ba0,2Be0,8)2Cu3O7-δ÷YBe2Cu3O7-δ переход в сверхпроводящее состояние не наблюдается, более того, характер температурных зависимостей электросопротивления сменяется с металлического на полупроводниковый и тем больше, чем меньше содержание бария.
На фиг. 2 приведена зависимость удельного электросопротивления (в логарифмическом масштабе) от температуры. Как видно, электросопротивление образца в интервале температур от азотных (78 К) до комнатных (300 К) меняется на пять порядков. Теплопроводность этого образца при 350 К относительно YBa2Cu3O7-δ повышается почти на порядок. YBe2Cu3O7-δ может быть использован в качестве изолированной подложки при создании компонентов электронной техники.
Приведенный пример наглядно свидетельствует о том, что варьируя состав и технологию синтеза оксидных материалов, в которых элемент второй группы таблицы элементов Д. И. Менделеева замещен бериллием - элементом той же группы, можно получать вещества с широким спектром электрофизических свойств и высокой теплопроводностью.
Таким образом, изобретение имеет следующие преимущества: повышение температуры сверхпроводящего перехода; возможность получения материалов с широким спектром электрических свойств в зависимости о температуры и состава; повышение теплопроводности.
4. Снижение температуры синтеза ВТСП.
Claims (1)
- Сверхпроводящий оксидный материал системы YMe2Cu3O7-δ, где Me - элемент второй группы: барий, стронций, кальций, отличающийся тем, что элемент второй группы частично замещен бериллием в соотношении Y(Me1-xBex)2Cu3O7-δ, где Х = 0,2 - 0,6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95116911/03A RU2109712C1 (ru) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | Сверхпроводящий оксидный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95116911/03A RU2109712C1 (ru) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | Сверхпроводящий оксидный материал |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95116911A RU95116911A (ru) | 1997-10-27 |
RU2109712C1 true RU2109712C1 (ru) | 1998-04-27 |
Family
ID=20172549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95116911/03A RU2109712C1 (ru) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | Сверхпроводящий оксидный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2109712C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486161C2 (ru) * | 2010-12-13 | 2013-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ |
-
1995
- 1995-10-04 RU RU95116911/03A patent/RU2109712C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Курокава Т., Ампо Х., Талма С. - СФХТ, т. 3, N 5, с. 773 - 792. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486161C2 (ru) * | 2010-12-13 | 2013-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Schneemeyer et al. | Growth and structural characterization of superconducting Ba1–xKxBiO3 single crystals | |
JPH0512289B2 (ru) | ||
Haldar et al. | EuBa2Cu3O x produced by oxidation of a rapidly solidified precursor alloy: An alternative preparation method for high T c ceramic superconductors | |
US5075282A (en) | Printing method of forming oxide superconducting films on La2 Cu O.sub. | |
RU2109712C1 (ru) | Сверхпроводящий оксидный материал | |
Aselage et al. | Phase stability and properties of near-equilibrium Tl Ca Ba Cu O superconductors | |
US5352657A (en) | Bismuth system oxide superconductors and preparation thereof | |
Zelenay et al. | Seebeck effect and neutron diffraction of NdSrBaCu3O6+ z. Effect of argon annealing | |
US5032569A (en) | Ceramic high temperature superconductor in bulk form, and method of manufacturing the same | |
AU631956B2 (en) | Vanadium-based superconducting metallic oxides | |
EP0443488B1 (en) | Method for producing oxide superconductor | |
Gasparov et al. | Superconductivity above 20 K in barium-niobium-oxide compounds | |
US5840659A (en) | Method of preparing oxide superconductive material | |
RU2043981C1 (ru) | Керамический материал | |
Jaime et al. | The influence of pressure on the superconducting properties of the (CuxC1− x) Ba2Can− 1CunOy family of HTSC materials | |
Kandyel et al. | On the effect of Cd doping for Ca in La3CaBa3Cu7Oy superconducting cuprate | |
KR0119192B1 (ko) | 신규의 고온 초전도체 및 그의 제조 방법 | |
US5169830A (en) | Superconducting material | |
RU2064909C1 (ru) | Способ получения сверхпроводящего оксидного материала на основе иттрий-бариевого купрата | |
JP2855126B2 (ja) | 酸化物超電導体 | |
JPH0745357B2 (ja) | 超電導繊維状単結晶およびその製造方法 | |
Junru | Zhang Jinbiao, Qu Lianfeng | |
Hashiguchi et al. | Preparation of Tl 2 Ba 2 Ca 3 Cu 4 O y by the capillary synthetic method | |
JP2778100B2 (ja) | 酸化物超電導材料およびその製造方法 | |
Khan et al. | SUPERCONDUCTIVITY IN Bi-Sr-Ca-Mg-Cu-OXIDE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051005 |