JPH0753576B2 - セラミックス超電導体 - Google Patents
セラミックス超電導体Info
- Publication number
- JPH0753576B2 JPH0753576B2 JP62138750A JP13875087A JPH0753576B2 JP H0753576 B2 JPH0753576 B2 JP H0753576B2 JP 62138750 A JP62138750 A JP 62138750A JP 13875087 A JP13875087 A JP 13875087A JP H0753576 B2 JPH0753576 B2 JP H0753576B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconductor
- present
- atoms
- composition
- ceramics superconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、臨界電流密度の高いセラミックス超電導体に
関する。
関する。
従来、種々のセラミックス超電導体が見出されており、
その中にあって一般式Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導体（式
中Ｙはイットリウム、Baはバリウム、Cuは銅、Ｏは酸
素）は、比較的優れた超電導特性を示すものであり、そ
の標準的組成は、Y1Ba2Cu3O7-δ（δ≒0.2）である。
その中にあって一般式Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導体（式
中Ｙはイットリウム、Baはバリウム、Cuは銅、Ｏは酸
素）は、比較的優れた超電導特性を示すものであり、そ
の標準的組成は、Y1Ba2Cu3O7-δ（δ≒0.2）である。
また上記の系については、Ｙの一部または全量をEu、D
y、Hoなどのランタン系希土類元素で置換した組成改良
型のものが提案されている。
y、Hoなどのランタン系希土類元素で置換した組成改良
型のものが提案されている。
しかし上記のＹ−Ba−Cu−Ｏ系を母体とする種々の組成
の超電導体は、いずれも超電導特性が実用的に不十分な
ものである。
の超電導体は、いずれも超電導特性が実用的に不十分な
ものである。
即ち、臨界温度（以下Tcと略記）はＹ−Ba−Cu−Ｏ系に
おいて90〜95K、前記の組成改良型のもので85〜95K程度
であり、液体窒素温度の77Kで使用するには、温度マー
ジンが不足する欠点がある。
おいて90〜95K、前記の組成改良型のもので85〜95K程度
であり、液体窒素温度の77Kで使用するには、温度マー
ジンが不足する欠点がある。
一方、上記超電導体の多結晶体の臨界電流密度（以下Jc
と略記）は、液体窒素中、零磁界において、103A/cm2程
度であり、銅の液体窒素温度における電流密度を下廻
り、実用上最大の障害となっている。
と略記）は、液体窒素中、零磁界において、103A/cm2程
度であり、銅の液体窒素温度における電流密度を下廻
り、実用上最大の障害となっている。
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、Jcなどの超電導特性に優れたセラミッ
クス超電導体を提供することにある。
とするところは、Jcなどの超電導特性に優れたセラミッ
クス超電導体を提供することにある。
即ち本発明は、一般式Y1Ba2Cu3O7-δ−εＸεで示され
る組成からなることを特徴とするものである。
る組成からなることを特徴とするものである。
上記の一般式においてＹはイットリウム、Baはバリウ
ム、Cuは銅、Ｏは酸素、Ｘは、硫黄（Ｓ）、セレン（S
e）、テルル（Te）のうちの少なくとも１種、δはほぼ
0.2、εは0.01〜6.5の範囲において、ＸがＳ、Se、Teの
うちの２種以上の場合εはそれらの和となる。εを0.01
〜6.5に限定した理由は、εが0.01以下ではJcの向上が
認められず、またεが6.5を越えるとJcは高い値を示す
が、Tcが低下するためである。
ム、Cuは銅、Ｏは酸素、Ｘは、硫黄（Ｓ）、セレン（S
e）、テルル（Te）のうちの少なくとも１種、δはほぼ
0.2、εは0.01〜6.5の範囲において、ＸがＳ、Se、Teの
うちの２種以上の場合εはそれらの和となる。εを0.01
〜6.5に限定した理由は、εが0.01以下ではJcの向上が
認められず、またεが6.5を越えるとJcは高い値を示す
が、Tcが低下するためである。
Y1Ba2Cu3O7-δ−εＸεの組成からなるＹ−Ba−Cu−Ｏ
系の超電導体は、１個のCu原子のまわりを６個のＯ原子
が八面体状にとりかこみ、この八面体が二次元の層を形
成し、この層が積層し、この層間にＹとBaの原子が分布
した層状ペロブスカイト型と称される構造のものであ
る。この八面体の結晶構造は、通常斜方晶と正方晶とが
混在しており、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系にあっては、斜方晶が
超電導体となる。
系の超電導体は、１個のCu原子のまわりを６個のＯ原子
が八面体状にとりかこみ、この八面体が二次元の層を形
成し、この層が積層し、この層間にＹとBaの原子が分布
した層状ペロブスカイト型と称される構造のものであ
る。この八面体の結晶構造は、通常斜方晶と正方晶とが
混在しており、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系にあっては、斜方晶が
超電導体となる。
本発明は、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系超電導体のＯ原子の一部な
いし大部分がＳ、Se、Teの少なくとも１種の原子で置換
された構造のものであり、上記のＳ、Se、Te原子は、い
ずれもＯ原子と同じVIb族に属し、Ｏ原子と同様にCu原
子とイオン結合もしくは共有結合により八面体を形成し
得るものであり、この置換されたあとの八面体が上記の
超電導体となり得る斜方晶の結晶構造をとり易いために
TcもしくはJcが向上するものと考えられる。
いし大部分がＳ、Se、Teの少なくとも１種の原子で置換
された構造のものであり、上記のＳ、Se、Te原子は、い
ずれもＯ原子と同じVIb族に属し、Ｏ原子と同様にCu原
子とイオン結合もしくは共有結合により八面体を形成し
得るものであり、この置換されたあとの八面体が上記の
超電導体となり得る斜方晶の結晶構造をとり易いために
TcもしくはJcが向上するものと考えられる。
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例−１ Y2O3、BaCO3、CuOの粉末をY:Ba:Cuのモル比で1:2:3にな
るように秤量し、これを水で混練したのち、直径約50mm
厚さ3mmの円盤状に成形し、これを1000℃で焼結してY1B
a2Cu3O7-δの組成の超電導成形体を作成し、またＳ粉末
を直径50mm厚さ3mmの円盤状に圧粉成形し、これら２個
の円盤を高周波スパッタ装置の別々のターゲットホルダ
ーにセットし、雰囲気を３通りにかえて、500℃に加熱
された10mm×10mm×2mmtの安定化ジルコニア基板状にそ
れぞれ５時間スパッタリングを行った。比較のためY1Ba
2Cu3O7-δの組成の超電導成形体だけをターゲットに用
い、スパッタリングを行った。
るように秤量し、これを水で混練したのち、直径約50mm
厚さ3mmの円盤状に成形し、これを1000℃で焼結してY1B
a2Cu3O7-δの組成の超電導成形体を作成し、またＳ粉末
を直径50mm厚さ3mmの円盤状に圧粉成形し、これら２個
の円盤を高周波スパッタ装置の別々のターゲットホルダ
ーにセットし、雰囲気を３通りにかえて、500℃に加熱
された10mm×10mm×2mmtの安定化ジルコニア基板状にそ
れぞれ５時間スパッタリングを行った。比較のためY1Ba
2Cu3O7-δの組成の超電導成形体だけをターゲットに用
い、スパッタリングを行った。
上記の生成膜体について、膜厚、組成、Tc、Jcを測定し
た。Tc、Jcは、四端子法により測定した。結果は第１表
に示した。
た。Tc、Jcは、四端子法により測定した。結果は第１表
に示した。
第１表より明らかなように、本発明品（１〜３）は比較
品（４）に較べてTc、Jcとも高く、特にＳを0.4、0.5含
有するもの（2,3）はJcが十分に高く、実用可能な値を
示している。
品（４）に較べてTc、Jcとも高く、特にＳを0.4、0.5含
有するもの（2,3）はJcが十分に高く、実用可能な値を
示している。
Ｓの置換量は、スパッタリングの雰囲気によってかなり
異なりArガスにO2またはH2Sを混合したものは、Ｓの置
換量が多い。
異なりArガスにO2またはH2Sを混合したものは、Ｓの置
換量が多い。
実施例−２ 実施例−１で得られたNo.3の膜体を、更にO2または／お
よびH2S雰囲気中で700℃20時間の熱処理を施した。
よびH2S雰囲気中で700℃20時間の熱処理を施した。
これらのサンプルについて実施例と同じ測定を行った。
結果を第２表に示した。
結果を第２表に示した。
第２表より明らかなように、本発明品（５〜７）は、い
ずれもJcが高く、特にH2Sの存在下で上記熱処理を施し
たもの（6,7）は、Jcが著しく向上している。O2雰囲気
で熱処理したものは、Ｓの置換量が減少しているが、T
c、Jcとも熱処理前に近い、高い値を示している。これ
は、一旦形成された斜方晶のほとんどがそのまま維持さ
れているためと考えられる。
ずれもJcが高く、特にH2Sの存在下で上記熱処理を施し
たもの（6,7）は、Jcが著しく向上している。O2雰囲気
で熱処理したものは、Ｓの置換量が減少しているが、T
c、Jcとも熱処理前に近い、高い値を示している。これ
は、一旦形成された斜方晶のほとんどがそのまま維持さ
れているためと考えられる。
またＳのモル数が多い程、Tcが低くなりJcが高くなる傾
向が認められる。
向が認められる。
従来のＹ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導体をH2Sを含有する雰
囲気中で熱処理しても、ＯがＳに置換された本発明の超
電導体が得られるが、上記の置換は、Ｓの拡散に律速さ
れるためバルク状のものは長時間を要し適用がむずかし
い。
囲気中で熱処理しても、ＯがＳに置換された本発明の超
電導体が得られるが、上記の置換は、Ｓの拡散に律速さ
れるためバルク状のものは長時間を要し適用がむずかし
い。
以上ＳをＯと置換する実施例について説明したが、Se、
Teについても、またＳ、Se、Teが複雑で置換されたもの
についても、Ｓと同じ効果が得られる。
Teについても、またＳ、Se、Teが複雑で置換されたもの
についても、Ｓと同じ効果が得られる。
本発明によれば、Tcが液体窒素温度を十分に上廻り、且
つJcが極めて高いセラミックス超電導体が得られるの
で、セラミックス超電導体の実用化において顕著な効果
を奏する。
つJcが極めて高いセラミックス超電導体が得られるの
で、セラミックス超電導体の実用化において顕著な効果
を奏する。
Claims (1)
- 【請求項１】一般式Y1Ba2Cu3O7-δ−εＸε（式中Cuは
銅、Ｏは酸素、Ｙはイットリウム、Baはバリウム、Ｙは
硫黄、セレン、テルルのうちの少なくとも１種、δ≒0.
2、ε＝0.01〜6.5）で示される組成物からなることを特
徴とするセラミックス超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138750A JPH0753576B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | セラミックス超電導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138750A JPH0753576B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | セラミックス超電導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303810A JPS63303810A (ja) | 1988-12-12 |
| JPH0753576B2 true JPH0753576B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=15229308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62138750A Expired - Lifetime JPH0753576B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | セラミックス超電導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753576B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6418917A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Superconductor |
| JPH01239004A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物高温超電導体及び薄膜超電導体及びスパッタリング用ターゲット |
| JPH0251421A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Rikagaku Kenkyusho | ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘＳｅｙ超電導体 |
-
1987
- 1987-06-02 JP JP62138750A patent/JPH0753576B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63303810A (ja) | 1988-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0356722B1 (en) | Oxide superconductor and method of producing the same | |
| US6605569B2 (en) | Mg-doped high-temperature superconductor having low superconducting anisotropy and method for producing the superconductor | |
| JP2533108B2 (ja) | 超伝導性材料 | |
| Hojaji et al. | Superconducting cuprates prepared by the melt quench process and containing excess Y or additives | |
| JPS63303810A (ja) | セラミックス超電導体 | |
| JPH02167820A (ja) | Ｔ１系複合酸化物超電導体薄膜の成膜方法 | |
| Tarascon et al. | Preparation, structure and properties of the high Tc Bi-based and Y-based cuprates | |
| US5049542A (en) | La123 superconductor materials | |
| US5270292A (en) | Method for the formation of high temperature semiconductors | |
| JP2599387B2 (ja) | セラミックス超電導体 | |
| JP3889139B2 (ja) | 銀を含む酸化物超電導体及びその製造方法 | |
| JPH0769626A (ja) | 金属酸化物とその製造方法 | |
| JP2557446B2 (ja) | 複合酸化物系超電導薄膜の製造方法 | |
| US5153170A (en) | La123 Superconductor materials | |
| JPH01125878A (ja) | 薄膜多層超電導体 | |
| JPH0238359A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| KR950007088B1 (ko) | Bi-Sr-Ca-Cu-O계 초전도막형성용 타아겟재 | |
| 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 | |
| JP2590370B2 (ja) | 超電導材料およびその製造方法 | |
| JP2971504B2 (ja) | Ｂｉ基酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH02116623A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
| JPH01122921A (ja) | 酸化物超電導体の処理方法 | |
| JPH0230618A (ja) | 酸化物高温超電導体 | |
| LEAD-SUBSTITUTED | SUPERCONDUCTIVITY AND | |
| JPH01176216A (ja) | 複合酸化物超電導薄膜の作製方法 |