JPH02199024A - 酸化物超伝導体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は酸化物系超伝導体に関し、より詳しくはビスマ
ス−酸素を基本とした酸化物超伝導体に関する。

［従来の技術］ 現在、液体窒素温度以上で超伝導を示す酸化物材料には
、Ｙ−Ｂａ−ＣＵ−０系、［３ｉ−３ｒ　−Ｃａ−Ｃｕ
−０系、Ｔ　Ｉ　−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−。

系があり、９０に〜１２５にの臨界温度を有する。しか
し、各材料とも超伝導体として実用に供しようとする場
合にそれぞれ問題点を有している。例えば、Ｙ系では水
分（湿気）の影響に対して弱く、臨界温度は液体窒素温
度を下回ってしまう。また、Ｂｉ系では１０５ｋを示す
結晶相の単相化、丁１系ではＴＩ材料の有毒性等に問題
点がある。さらに、これらの材料に共通な課題として、
臨界電流密度の値が実用化レベルに十分に達していない
等の問題もある。従って、より高い臨界温度をまず他の
系の酸化物材料の探索が必要である。

他の酸化物系超伝導材で臨界湿度的１０ｋを示す材料と
してＢａＰｂ　　　　Ｂｉ Ｏ，７５０，２５ｏ３がある （Ｓｌｅｉｇｈｔ、　Ａ、　Ｗ、　、　Ｇｉ　ｌ　ｌ　
ｓｏｎ、　Ｊ、　Ｌ、　ａｎｄ　Ｂｉｅｒｓｔｅｄｔ、
　Ｐ、　Ｅ。

５ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｃｏｍｍｕｎ、１７．２７（
１９７５））　。この材料はＢａＰｂＯ３が基本となっ
ており、ベブロスカイト型結晶構造を有している。Ｂａ
ＰｂＯ３は絶縁体であるが、Ｐｂの一部を３ｉで置換し
ていくと、３ｉが約２５ａｔｍ％付近で最高の臨界温度
（約１０ｋ）を示すようになる。

また、最近になって、Ｒ，Ｊ、Ｃａｖａ、Ｂ、Ｂａｔｌ
ｏｇｇ、Ｊ、Ｊ、にｒａｊｅｗｓｋｉ、　Ｒ，Ｆａｒｒ
ｏｗ、　Ｌ、　Ｗ、　Ｒｕｐｐ　Ｊｒ、　Ａ、　Ｅ、　
Ｗｈ＋　ｔｅ、　Ｋ。

５ｈｏｒｔ、Ｗ、Ｆ、Ｐｅｃｋ　ａｎｄ　Ｔ、Ｋｏｍｅ
ｔａｎｉ；Ｎａｔｕｒｅ、ｖｏｌ、３３２．２８（１１
８８）により、Ｂ　ａ　□、６Ｋ　Ｏ，４Ｂ　Ｉ　Ｏ３
がＴＣ〜２９．８　ｋを示すことが報告された。この温
度以下では帯磁率は負を示し、超伝導体積分率は２０％
〜３０％であると報告されている。しかし、電気抵抗測
定は行われていない。

［発明が解決しようとする課題］ より高い臨界温度を示す超伝導材料の探索が必要であり
、今後、室温超伝導体の材料発見は超伝導分野の最重要
課題の一つである。

本発明は、ビスマス−酸素を基本とした新規な酸化物超
伝導体を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、下記一般式（１）： ％式％（１） （ただし、Ｘ、Ｙ、δは各々Ｏ＜Ｘ＜１．０＜Ｙ＜１、
Ｏ≦δ＜０．５である。元素ＡはＡＩ。

Ｑａ、Ｉｎ、ＴＩを含むｍｂ族元素であり、１種類であ
る。） で表されるペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物超
伝導体が提供されるものである。

本発明の酸化物超伝導体は、ＢａＰｂＯ３のペロブスカ
イト型結晶構造を有する酸化物のＰｂサイトにｍｂ族元
素であるＡＩ、Ｇａ、Ｉｎ、ＴＩから選ばれる１種の元
素を置換させた上記一般式（１）の組成を有する。４価
のＰｂを３価のＡＩ。

Ｇａ等のｍｂ族元素で置換していくことで１３ｉの価数
の揺動、酸素の欠損状態をペロブスカイト型結晶構造に
おいて生じさせ、低温領域での超伝導性を図るものであ
る。

次に本発明の酸化物超伝導体の製造方法の例を挙げる。

出発材料としては、Ｂａｄ、Ｐｂ３０４と、例えばＧａ
の場合、Ｇａ２Ｏ３を用いて、６５０′Ｃ〜９００℃の
温度範囲で数時間〜数日間空気中で反応させる。このと
き、Ｂａ、　Ｇａ、ｐｂの原子比がＢａ　：　Ｇａ　：
　Ｐｂ＝　１　：　（０，１〜０．３）　：　（０，９
〜０．７）になるように出発原料の秤量を行う。従って
、最初からこのような比になるような量をねらうのでは
なく、場合によっては、Ｐｂ３Ｏ４の量が２倍近くの過
剰な量を必要とする。その後、適度な圧力で粉砕と混合
をよく行った粉末をプレスし、直径数ｃｍのペレットに
成型する。次に、酸素気流中で６５０℃〜９００℃の温
度範囲でアニールする。アニール後はゆっくり炉内で冷
却する。組成比はＢａ　：　Ｇａ　：　ＰＭ”１　：　
（０，１〜０．３）　：　（０，９〜０．７）が望まし
い。上記酸化物は臨界温度４０に級クラスの可能性を示
す。

また、薄膜作製法としてはスクリーン印刷法などの湿式
法、スパッタリング法、分子線エピタキシャル法、プラ
ズマｉ’ｆｌ　ｅＡ法等によることもできる。

これらの製法のうちには、￥ｉ進条件を最適化Ｊること
により比較的低い温度で初期の特性を得ることができる
ものである。

これらの方法においては基板の種類・性状を選択覆るこ
とによってエピタキシーの効果により生成物の性能を高
めることも可能になる。また、生成物は、ざらに熱処理
を行なうことによって特性を改善できる。

［実施例］ 次に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例１ Ｂ　！２０３　、Ｂａｄ、Ｐｂ３Ｏ４を３ａ　：Ｇａ　
二Ｐｂ＝１　：　　０．１：　　１．５になるように秤
量し、８２０°Ｃで１［１仮焼し、これら材料を反応さ
せた。次によく粉砕・混合させた後、約３０ｋｇ／ｃＩ
ｉの圧力で直径４０Ｃｍのペレットを作製した。これを
、酸素気流中で約６５０’Ｃで約３日間本焼し、その後
徐冷した。

組成分析したところ、Ｂａ、：Ｇａ：Ｐｂが約０．９５
：　　０．１：　　０．８５であった。４喘子法による
電気抵抗の測定を行ったところ臨界温度が約４０ｋを示
した。帯磁率測定において、約４２ｋから帯磁率か負を
示し始め、超伝導特性の確認ができた。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように本発明によれば、希土類元
素あるいは特に毒性の強い材料を含まず、しかも、現在
盛んに研究されている銅を基本とする酸化物系超伝導体
以外の新しい高温酸化物系超伝導体が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式（１）： ＢａＰｂ＿ＸＡ＿ＹＯ＿３＿−＿δ　・・・（１）（た
   だし、Ｘ，Ｙ，δは各々０＜Ｘ＜１、 ０＜Ｙ＜１、０≦δ＜０．５である。元素ＡはＡｌ，Ｇ
   ａ，Ｉｎ，Ｔｌを含むIIIｂ族元素であり、１種類であ
   る。） で表されるペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物超
   伝導体。