JPH0337193A - Ｂｉ系超電導酸化物単結晶育成法 - Google Patents
Ｂｉ系超電導酸化物単結晶育成法Info
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- JPH0337193A JPH0337193A JP17248889A JP17248889A JPH0337193A JP H0337193 A JPH0337193 A JP H0337193A JP 17248889 A JP17248889 A JP 17248889A JP 17248889 A JP17248889 A JP 17248889A JP H0337193 A JPH0337193 A JP H0337193A
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- growing
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＢ ｉ −Ｓ ｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０系高
温超電導酸化物単結晶育成法に関し、特に成長の異方性
の著しいこの系の成長に対し、成長速度の著しく速い結
晶方位の成長を阻害するため、成長阻害剤としてＧｅＯ
２を添加した育成法に係る。
温超電導酸化物単結晶育成法に関し、特に成長の異方性
の著しいこの系の成長に対し、成長速度の著しく速い結
晶方位の成長を阻害するため、成長阻害剤としてＧｅＯ
２を添加した育成法に係る。
近時におけるＢ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系高温超電導
酸化物についての研究はめざましいものがあり、薄膜、
線材について幾多の発表がなされている。通常、Ｂｉ系
超電導酸化物は超電導転移臨界温度Ｔｃ＝１０５に付近
の高温和とＴｃ＝８５に前後の低温相が混じった状態で
得られ、これらの状態によって臨界温度が変化し、また
。
酸化物についての研究はめざましいものがあり、薄膜、
線材について幾多の発表がなされている。通常、Ｂｉ系
超電導酸化物は超電導転移臨界温度Ｔｃ＝１０５に付近
の高温和とＴｃ＝８５に前後の低温相が混じった状態で
得られ、これらの状態によって臨界温度が変化し、また
。
結晶密度によって臨界電流密度が変化することが知られ
ている。従って、これらＢｉ系超電導酸化物の結晶構造
を解析することは各種特性値を知る上で極めて重要であ
るといえる。
ている。従って、これらＢｉ系超電導酸化物の結晶構造
を解析することは各種特性値を知る上で極めて重要であ
るといえる。
通常、Ｂｉ系超電導酸化物を焼結法で得る場合、原料組
成と超電導組成とが異なり、焼成条件によっては超′電
導相の占める割合が低くなることが娶る。また、予期し
ない同相反応もあるらしく、その特性は満足できるもの
ではなかった。このような焼結体に比べ、原料を溶融さ
せることによりＢｉ系超電導酸化物を得る場合には、凝
固体中に多数の超電導小結晶が析出するので、特性の向
上が期待されている２、これは結晶がほぼ理想的な特性
を有するものと思われているからである、そこで溶融法
による線材化の報告が多くなされている。例えば、第３
６回応用物理学関係連合講演会（１９８９年春季）２ａ
−ＰＣ−１７，２ｐ−ＰＣ−２，２ｐ−ＰＣ−１１等が
挙げられる。
成と超電導組成とが異なり、焼成条件によっては超′電
導相の占める割合が低くなることが娶る。また、予期し
ない同相反応もあるらしく、その特性は満足できるもの
ではなかった。このような焼結体に比べ、原料を溶融さ
せることによりＢｉ系超電導酸化物を得る場合には、凝
固体中に多数の超電導小結晶が析出するので、特性の向
上が期待されている２、これは結晶がほぼ理想的な特性
を有するものと思われているからである、そこで溶融法
による線材化の報告が多くなされている。例えば、第３
６回応用物理学関係連合講演会（１９８９年春季）２ａ
−ＰＣ−１７，２ｐ−ＰＣ−２，２ｐ−ＰＣ−１１等が
挙げられる。
しかしながら、溶融法において析出する結晶はこの結晶
の成長異方性、すなわちＣ軸方向の成長速度が著しく遅
いため、０面を有する厚さ数μｍの薄い小片として析出
する。これらの接続をよくするため、高圧を付与する等
の手段が用いられているが、本質的な解決には至ってい
ないのが現状である。またこれらの小片の内部にも、さ
らに薄い超電導相でない相が含まれているらしく、小片
自体の特性も単結晶のそれとかけ離れていることが多２
い。従って、これら従来の手段によって得られたＢｉ系
超電導酸化物はその厚さが数μｍであるため、粉末Ｘ線
回折法の試料としては使用できるが、Ｘ線構造解析には
適用できないものであった。Ｂｉ系超電導酸化物におい
て、Ｃ軸方向の成長速度が著しく前記課題を達成したも
のである。このような本発明では、徐冷法、ＴＳＳＧ法
（トップシーデッド ソリューション グロース法）お
よびＴＳＦＺ法（トラベリング ソルベント フローテ
ィング ゾーン法）のいずれの方法にも適用できるもの
である。
の成長異方性、すなわちＣ軸方向の成長速度が著しく遅
いため、０面を有する厚さ数μｍの薄い小片として析出
する。これらの接続をよくするため、高圧を付与する等
の手段が用いられているが、本質的な解決には至ってい
ないのが現状である。またこれらの小片の内部にも、さ
らに薄い超電導相でない相が含まれているらしく、小片
自体の特性も単結晶のそれとかけ離れていることが多２
い。従って、これら従来の手段によって得られたＢｉ系
超電導酸化物はその厚さが数μｍであるため、粉末Ｘ線
回折法の試料としては使用できるが、Ｘ線構造解析には
適用できないものであった。Ｂｉ系超電導酸化物におい
て、Ｃ軸方向の成長速度が著しく前記課題を達成したも
のである。このような本発明では、徐冷法、ＴＳＳＧ法
（トップシーデッド ソリューション グロース法）お
よびＴＳＦＺ法（トラベリング ソルベント フローテ
ィング ゾーン法）のいずれの方法にも適用できるもの
である。
本発明において添加されるＧｅＯ□がＢｉ、Ｏ。
に対し、０．２ａｔ％未満ではＧｅｍ２添加による効果
が得られず、逆に２．０ａｔ％を超えると絶縁体である
Ｂ ｉｓ Ｇ ｅｓ Ｏ１□が析出するようになる。
が得られず、逆に２．０ａｔ％を超えると絶縁体である
Ｂ ｉｓ Ｇ ｅｓ Ｏ１□が析出するようになる。
また、育成温度領域が８００℃より低いと予期しない固
相反応により、超電導相が変質することとなり、逆に８
５０℃より高いと臨界温度７〜２０にの別のＢｉ系超電
導相が多量に析出することとなる。
相反応により、超電導相が変質することとなり、逆に８
５０℃より高いと臨界温度７〜２０にの別のＢｉ系超電
導相が多量に析出することとなる。
本発明ではＢｉ、Ｏ，，５ｒＯ１Ｃａｂ、ＣｕＯの各原
料を溶解するに際し、ＧａＯ，をＢｉ、Ｏ，に対し所定
量添加しているので、このＧｅＯ２がａ軸およびｂ軸方
向の成長を阻害し、結果的にＣ軸方向の結晶成長を促し
、従来得られなかった０、２ｍｍ以上の厚さを有するＢ
ｉ系超電導酸化物単結晶を育成することができる。この
理論的解明は定かではないが、一応、ＧｅＯ２を含むあ
る化合物の結晶格子の格子定数がＢｉ系超電導酸化物単
結晶をａ軸およびｂ軸の結晶格子定数と近似しており、
この結晶面を有する微結晶がＢｉ系超電導酸化物単結晶
をａ軸およびｂ軸の結晶面に張りつきこれらの成長を阻
害するものと考られる。
料を溶解するに際し、ＧａＯ，をＢｉ、Ｏ，に対し所定
量添加しているので、このＧｅＯ２がａ軸およびｂ軸方
向の成長を阻害し、結果的にＣ軸方向の結晶成長を促し
、従来得られなかった０、２ｍｍ以上の厚さを有するＢ
ｉ系超電導酸化物単結晶を育成することができる。この
理論的解明は定かではないが、一応、ＧｅＯ２を含むあ
る化合物の結晶格子の格子定数がＢｉ系超電導酸化物単
結晶をａ軸およびｂ軸の結晶格子定数と近似しており、
この結晶面を有する微結晶がＢｉ系超電導酸化物単結晶
をａ軸およびｂ軸の結晶面に張りつきこれらの成長を阻
害するものと考られる。
以下、本発明を実施例により詳述する。
原料組成として、Ｂ ｘ ＯｘＪ ： ３３ ａ ｔ％
、５ｒＣＯ，： ２４ａｔ％、ＣａＣＯ，： １８ａｔ
％、ＣｕＯ： ２５ａｔ％をＵＲＪ［ｌｉ！Ｌ、これに
ＧｅＯ２をＢ ｉ Ｏ１，ｓの０．５ａｔ％添加した本
発明実施例およびＧｅｍ２を添加しない比較例組成物を
、カンタル炉を使用し、大気中にて７９０℃、１２時間
仮焼した。
、５ｒＣＯ，： ２４ａｔ％、ＣａＣＯ，： １８ａｔ
％、ＣｕＯ： ２５ａｔ％をＵＲＪ［ｌｉ！Ｌ、これに
ＧｅＯ２をＢ ｉ Ｏ１，ｓの０．５ａｔ％添加した本
発明実施例およびＧｅｍ２を添加しない比較例組成物を
、カンタル炉を使用し、大気中にて７９０℃、１２時間
仮焼した。
次いで、カンタル炉を使用して、１００Ｋ／ｈｒで室温
から９６０℃亀で昇温し、２時間この温度に保持し、８
８０℃まで急冷し、８８０℃から７８０℃まで２に／ｈ
ｒで徐冷した。その後、７８０℃から室温まで急冷する
育成温度プログラムに従って処理した。
から９６０℃亀で昇温し、２時間この温度に保持し、８
８０℃まで急冷し、８８０℃から７８０℃まで２に／ｈ
ｒで徐冷した。その後、７８０℃から室温まで急冷する
育成温度プログラムに従って処理した。
なお、この育成温度プログラムは発生する結晶核を減少
させるために公知の温度サイクル法を用いて実施しても
よいことはもちろんである。
させるために公知の温度サイクル法を用いて実施しても
よいことはもちろんである。
この結果、成長阻害剤を添加していない比較例のものは
、徐冷法において３ Ｘ ３ ｍｍ”で、厚さ数μｍで
かつ混和の形状不定の薄片しか得られなかった。これに
対し、成長阻害剤であるＧｅＯ２を添加した本発明の実
施例のものは各結晶面が明らかに判別できる２ Ｘｏ、
５Ｘ０．２ｍｍ３程度の短冊状単結晶が徐冷法において
も得られるようになった。これはＢｉｉ８５に和事結晶
であった・ このことより、徐冷法に用いた原料を、一方向連続凝固
法により、ファイバー状に育成すれば、内部にバルキー
な単結晶を含む超電導線材を得ることができる。
、徐冷法において３ Ｘ ３ ｍｍ”で、厚さ数μｍで
かつ混和の形状不定の薄片しか得られなかった。これに
対し、成長阻害剤であるＧｅＯ２を添加した本発明の実
施例のものは各結晶面が明らかに判別できる２ Ｘｏ、
５Ｘ０．２ｍｍ３程度の短冊状単結晶が徐冷法において
も得られるようになった。これはＢｉｉ８５に和事結晶
であった・ このことより、徐冷法に用いた原料を、一方向連続凝固
法により、ファイバー状に育成すれば、内部にバルキー
な単結晶を含む超電導線材を得ることができる。
以上の実施例では、育成温度プロセスに徐冷法を適用し
た場合について述べたが、ＴＳＳＧ法、ＴＳＦＺ法でも
徐冷法の場合と同様に良好な超電導単結晶が得られた。
た場合について述べたが、ＴＳＳＧ法、ＴＳＦＺ法でも
徐冷法の場合と同様に良好な超電導単結晶が得られた。
以上のような本発明によれば、バルキーで均一性を有し
、かつＸ線解析に必要な０ 、２ｍｍ以上の厚みを確保
し得るＢｉ系超電導酸化物単結晶の育成法が提供され、
Ｂｉ系超超電導酸化物応用面での飛躍的な研究が期待さ
れる。
、かつＸ線解析に必要な０ 、２ｍｍ以上の厚みを確保
し得るＢｉ系超電導酸化物単結晶の育成法が提供され、
Ｂｉ系超超電導酸化物応用面での飛躍的な研究が期待さ
れる。
Claims (1)
- １、徐冷法、ＴＳＳＧ法、ＴＳＦＺ法によりＢｉ系超電
導酸化物単結晶を育成する方法において、Ｂｉ＿２Ｏ＿
３、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＣｕＯの各原料を溶解するに際し
、ＧｅＯ＿２をＢｉ＿２Ｏ＿３の０．２〜２．０ａｔ％
添加し、育成温度領域を８５０〜８００℃とし、この温
度範囲で徐冷するＢｉ系超電導酸化物単結晶育成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17248889A JPH0684280B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | Ｂｉ系超電導酸化物単結晶育成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17248889A JPH0684280B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | Ｂｉ系超電導酸化物単結晶育成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337193A true JPH0337193A (ja) | 1991-02-18 |
| JPH0684280B2 JPH0684280B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=15942914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17248889A Expired - Fee Related JPH0684280B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | Ｂｉ系超電導酸化物単結晶育成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684280B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP17248889A patent/JPH0684280B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0684280B2 (ja) | 1994-10-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |