JPH0471875B2 - - Google Patents

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JPH0471875B2
JPH0471875B2 JP62109517A JP10951787A JPH0471875B2 JP H0471875 B2 JPH0471875 B2 JP H0471875B2 JP 62109517 A JP62109517 A JP 62109517A JP 10951787 A JP10951787 A JP 10951787A JP H0471875 B2 JPH0471875 B2 JP H0471875B2
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JP
Japan
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cuo
single crystal
mol
lanthanum
melt
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JP62109517A
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JPS63274695A (ja
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Kunihiko Oka
Hiromi Unoki
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Priority to EP88104090A priority patent/EP0288709B1/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16Oxides
    • C30B29/22Complex oxides
    • C30B29/225Complex oxides based on rare earth copper oxides, e.g. high T-superconductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
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    • C30B9/00Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N60/857Ceramic superconductors comprising copper oxide

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はフラツクス法による銅製ランタン
(La2CuO4)単結晶の製造方法に関するものであ
る。
[従来の技術] La2CuO4は層状ペロブスカイト構造をもつ酸化
物で、La原子の位置をBaあるいはSr原子で少量
置き換えることにより低温で超伝導を示し、その
転移温度は30〜40kにもなり、極低温素子として
これからの応用が考えられる。そのため大型良質
の単結晶が望まれ、その製造方法の開発が望まれ
ている。
従来育成されている5×5×1mm程度の大きさ
の結晶の写真は公表されているが、製造方法の詳
細は全く公表されていない。
[発明が解決しようとする問題点] フラツクス法における結晶育成には目的の単結
晶を析出させる融剤とその組成範囲および結晶育
成温度範囲が明らかにされなければならず、その
ためには相平衡図が必要になる。
[問題点を解決するための手段] 上記の問題点を解決するために、本発明は、
La2O3−CuO系の相平衡図を作成し、それを指針
にしてLa2CuO4単結晶を育成するものである。本
発明は酸化ランタンおよび炭酸ランタンのうちの
少なくとも一種を28.9〜7.1モル%、酸化銅を71.1
〜92.9モル%に混合して1040〜1330℃に加熱融解
したのち、その融液を徐冷させることにより一般
式La2CuO4で表わされる微結晶を析出させ、微結
晶を融液中で結晶育成させることを特徴とする。
[作用] 示差熱分析と急冷加熱法を行い、その試料をX
線回折した結果から、第1図に示すLa2O3−CuO
系の相平衡図を作成した。図中、黒点で示すもの
が測定結果である。
第1図からLa2CuO4単結晶は液相線ABの組成
比、即ちLa2O3が28.9〜7.1モル%、CuOが71.1〜
92.9モル%の範囲の組成の融液から、約1330〜
1040℃の温度領域で析出すると考えられる。即ち
上述した組成の融液を徐冷すると、融液の組成は
液相線ABに沿つてCuO側へずれ、La2CuO4が固
相となつて析出し、冷却とともに成長する。
融液の組成が共晶点BよりCuO側であれば、冷
却時にまずCuOが析出し、融液の組成がA点より
La2O3側であれば、冷却時にまずLa2O3側の結晶
が析出し、いずれもLa2CuO4は析出成長すること
ができない。
なお、La2CuO4単結晶のLa原子、Cu原子の位
置に何らかの異種元素が少量混入しても、その相
平衡図が定性的に第1図のLa2O3−CuO系の相平
衡図と本質的に変らない場合には、溶液中に少量
の異種元素を混入することにより、上記と全く同
じ方法によつて異種元素を混入したLa2CuO4固溶
体単結晶を製造することも可能である。例えば、
Sr,Ba等の異種元素が少量混入したLa2CuO4
溶体単結晶を製造することができる。
[実施例] 次にこの発明の実施例を説明する。
実施例 1 La2CuO4単結晶をフラツクス法によつて製造し
た。
La2O3とCuOをモル比にして20:80に混合し、
その混合物100gを直径50mm高さ40mmの白金るつ
ぼに入れ、アルミナの蓋をし、そらをさらにアル
ミナの蓋付るつぼに入れ、さらに蓋付の耐火箱に
入れ、酸化銅の蒸発を防ぐため3重に密封した。
それをマツフル炉に入れ約1350℃に加熱し2時間
おいたのちに約8℃/hで1050℃まで降温し、後
は200℃/hで室温まで降温した。この結果、固
化したフラツクス中から8×8×2mmの大きさの
La2CuO4単結晶が得られた。
実施例 2 (La0.9Ba0.12CuO4なる組成についてフラツクス
法によつて固溶体単結晶を製造した。
90モル%La2O3+10モル%2BaCO3なる組成の
混合物とCuOをモル比にして20:80に混合し、実
施例1と同様の操作により同様の経過を経て8×
8×1mmの(La0.9Ba0.12CuO4固溶体単結晶を得
た。
実施例 3 (La0.9Sr0.12CuO4なる組成についてフラツク
ス法によつて固溶体単結晶を製造した。
90モル%La2O3+10モル%2SrCO3なる組成の
混合物とCuOをモル比にして20:80に混合し、実
施例1と同様の操作により同様の経過を経て2×
4×0.5mmの(La0.9Sr0.12CuO4固溶体単結晶を得
た。
なお、実施例2および3ではLa原子位置を少
量の異種元素(BaまたはSr)で置き換えたが、
これは相平衡図が定性的に第1図のLa2O3−CuO
系の相平衡図と本質的に変らない場合には溶液に
少量の異種元素を混入することにより、異種元素
の混入したLa2CuO4固溶体単結晶を製造すること
が可能であることを示している。これと同様に
Cuの位置に少量の異種元素を混入しても、定性
的に上記の相平衡図が本質的に変らない場合には
同様に異種元素を混入したLa2CuO4固溶体単結晶
を得ることができる。
La2CuO4単結晶の作製に際し、酸化ランタン
(La2O3)でなく、炭酸ランタン(La2(CO33
を出発物質として用いることもできる。La2
(CO33は加熱中に La2(CO33→La2O3+3CO2↑ なる反応を起し、La2O3に変化する。従つて出発
物資としてLa2(CO33とCuOを用いても、結果と
して第1図と全く同様の相平衡図が得られ、前述
した各実施例と同様の操作によつてLa2CuO4単結
晶およびLaの一部をBaまたはSrで置換した単結
晶を得ることができた。
[発明の効果] 以上説明した様に、この発明によればLa2CuO4
単結晶をフラツクス法によつて製造することがで
きる。また、BaおよびSrを少量混合した単結晶
を作製することができる。このように本発明によ
つて30〜40kで超伝導を示す酸化物超伝導単結晶
も製造することが可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願発明者の作成したLa2O3−CuO系
の相平衡図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化ランタンおよび炭酸ランタンのうちの少
    なくとも一種を28.9〜7.1モル%、酸化銅を71.1〜
    92.9モル%に混合して1040〜1330℃に加熱融解し
    たのち、その融液を徐冷させることにより一般式
    La2CuO4で表わされる微結晶を析出させ、該微結
    晶を融液中で結晶育成させることを特徴とする銅
    製ランタン単結晶の製造方法。 2 前記銅製ランタンが少量の異種元素を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の銅製
    ランタン単結晶の製造方法。
JP62109517A 1987-05-01 1987-05-01 銅酸ランタン単結晶の製造方法 Granted JPS63274695A (ja)

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JP62109517A JPS63274695A (ja) 1987-05-01 1987-05-01 銅酸ランタン単結晶の製造方法
US07/168,021 US4956334A (en) 1987-05-01 1988-03-14 Method for preparing a single crystal of lanthanum cuprate
DE8888104090T DE3872922T2 (de) 1987-05-01 1988-03-15 Verfahren zur herstellung von lanthankuprat-einkristall.
EP88104090A EP0288709B1 (en) 1987-05-01 1988-03-15 method for preparing a single crystal of lanthanum cuprate
US07/521,624 US5057492A (en) 1987-05-01 1990-05-10 Method for preparing a single crystal of lanthanum cuprate

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CN114620757B (zh) * 2022-04-14 2023-04-07 福州大学 一种钙钛矿型铜酸镧纳米片的绿色合成方法

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