JPS63239149A - 超電導材料 - Google Patents
超電導材料Info
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- JPS63239149A JPS63239149A JP62074792A JP7479287A JPS63239149A JP S63239149 A JPS63239149 A JP S63239149A JP 62074792 A JP62074792 A JP 62074792A JP 7479287 A JP7479287 A JP 7479287A JP S63239149 A JPS63239149 A JP S63239149A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
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〉
この発明は、超電導特性の異なる物質を含むセラミック
系超電導材料に関する。
系超電導材料に関する。
〈従来の技術と発明が解決しようとする問題点〉従来の
セラミック系超電導材料は、単一の臨界温度を有し、臨
界温度以下では超電導状態になるとともに、臨界温度以
上では、半導体として振舞い、抵抗率はほぼ一定値を保
つか、または温度上昇とともに若干減少傾向を示す。
セラミック系超電導材料は、単一の臨界温度を有し、臨
界温度以下では超電導状態になるとともに、臨界温度以
上では、半導体として振舞い、抵抗率はほぼ一定値を保
つか、または温度上昇とともに若干減少傾向を示す。
例えば、従来から知られているセラミック系の超電導材
料の１つであるＬＩ Ｔ１２０では、臨界温度Ｔｃが１
４に程度で、それ以下のｌｌ！ｉ度では電気抵抗が０に
なるとともに、それ以上の温度では、抵抗率ρは、約Ｉ
Ｘ ＩＧ−３ΩｃＩ１１程度に保たれる（第２図参照
）。
料の１つであるＬＩ Ｔ１２０では、臨界温度Ｔｃが１
４に程度で、それ以下のｌｌ！ｉ度では電気抵抗が０に
なるとともに、それ以上の温度では、抵抗率ρは、約Ｉ
Ｘ ＩＧ−３ΩｃＩ１１程度に保たれる（第２図参照
）。
上記のような単一の臨界温度を有する超電導材料は、超
高速スイッチング素子等に応用され、オン番オフ制御に
より２値状態の記憶や処理に用いられる。
高速スイッチング素子等に応用され、オン番オフ制御に
より２値状態の記憶や処理に用いられる。
しかし上記の超電導材料で作製した素子は、単独では３
値以上の多値状態を記憶、処理することはできず、３値
以上の多値状態を記憶、処理するには、複数の素子を組
み合わせて論理回路を構成する必要がある。
値以上の多値状態を記憶、処理することはできず、３値
以上の多値状態を記憶、処理するには、複数の素子を組
み合わせて論理回路を構成する必要がある。
例えば連続レベルを複数の段階的なレベルに変換する変
換素子を実現しようとすると、一般に復雑な構成の論理
変換回路が必要となるとともに、回路の占有面、積も比
較的大きくなってしまう。
換素子を実現しようとすると、一般に復雑な構成の論理
変換回路が必要となるとともに、回路の占有面、積も比
較的大きくなってしまう。
したがって、もし単一の小さな素子によって多値状態を
記憶、処理することができれば、回路構成上や集積性の
上で有利となり、その利用価値は非常に高い。
記憶、処理することができれば、回路構成上や集積性の
上で有利となり、その利用価値は非常に高い。
このためには、超電導特性の異なる２以上の物質を含む
超電導材料で素子を作製することが考えられる。
超電導材料で素子を作製することが考えられる。
ところで、セラミック系の超電導材料を製造する場合、
焼結雰囲気に関して酸素の存在が大きく影響することが
知られている。例えば大気雰囲気で焼結を行った場合、
空気に触れやすい焼結体の表面部分（例えば深さ０．５
■までの部分）が、優れた（臨界温度の高い）超電導特
性を有することが確認されている。しかし、それ以上の
深い部分でも超電導特性を有する場合がある。
焼結雰囲気に関して酸素の存在が大きく影響することが
知られている。例えば大気雰囲気で焼結を行った場合、
空気に触れやすい焼結体の表面部分（例えば深さ０．５
■までの部分）が、優れた（臨界温度の高い）超電導特
性を有することが確認されている。しかし、それ以上の
深い部分でも超電導特性を有する場合がある。
この相違は、セラミック系の超電導材料を生成する場合
、焼結条件等の違いで組成や結晶構造が微妙に食い違っ
てくるところから生じたためであると考えられるが、現
在までのところ、このようにして生成されたセラミック
超電導材料の超電導特性を解明し、上記したような多値
状態を記憶、処理する素子に適用しようとする試みはな
されていなかった。
、焼結条件等の違いで組成や結晶構造が微妙に食い違っ
てくるところから生じたためであると考えられるが、現
在までのところ、このようにして生成されたセラミック
超電導材料の超電導特性を解明し、上記したような多値
状態を記憶、処理する素子に適用しようとする試みはな
されていなかった。
〈発明の目的〉
この発明は上記の点に着目してなされたものであり、単
一の材料で、多値状態の制御ができる素子の材料となり
得る超電導材料を提供することを目的としている。
一の材料で、多値状態の制御ができる素子の材料となり
得る超電導材料を提供することを目的としている。
く問題点を解決するための手段〉
と記の目的を達成するためのこの発明の超電導材料は、
超電導特性の異なる少なくとも２種類の超電導物質を含
むものである。
超電導特性の異なる少なくとも２種類の超電導物質を含
むものである。
上記超電導物質としては、超電導物質を構成する元素を
含有するものであれば単体、化合物のいずれの形態でも
使用しえる。該元素としては、周期律表Ｉ族、■族、Ｉ
ＩＩ族および酸素、窒素、フッ素、炭素、硫黄などが例
示される。より詳細には、上記超電導物質は、Ｉａ族元
素、Ｉｌａ族元素およびｍａ族元素から選ばれた少なく
とも一種の元素、Ｉｂ族元素、ｎｂ族元素およびｍｂ族
元素から選ばれた少なくとも一種の元素、および酸素、
窒素、フッ素、炭素、硫黄から選ばれた少なくとも一種
の元素を含有しているものを例示できる。上記周期律表
ｍ族元素のうち、Ｉａ族元素としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ
ＳＲｂ、ＣｓおよびＦｒなどが挙げられ、Ｉｂ族元素と
しては、Ｃｕ、ＡｇおよびＡＵが挙げられる。また、周
期律表■族元素のうち、■ａ族族元としては、Ｂｅ５Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓ ｒ。
含有するものであれば単体、化合物のいずれの形態でも
使用しえる。該元素としては、周期律表Ｉ族、■族、Ｉ
ＩＩ族および酸素、窒素、フッ素、炭素、硫黄などが例
示される。より詳細には、上記超電導物質は、Ｉａ族元
素、Ｉｌａ族元素およびｍａ族元素から選ばれた少なく
とも一種の元素、Ｉｂ族元素、ｎｂ族元素およびｍｂ族
元素から選ばれた少なくとも一種の元素、および酸素、
窒素、フッ素、炭素、硫黄から選ばれた少なくとも一種
の元素を含有しているものを例示できる。上記周期律表
ｍ族元素のうち、Ｉａ族元素としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ
ＳＲｂ、ＣｓおよびＦｒなどが挙げられ、Ｉｂ族元素と
しては、Ｃｕ、ＡｇおよびＡＵが挙げられる。また、周
期律表■族元素のうち、■ａ族族元としては、Ｂｅ５Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓ ｒ。
ＢａおよびＲａが挙げられ、ｎｂ族元素としては、Ｚｎ
、Ｃｄ等が挙げられる。周期律表ｍ族元素のうち、ＩＩ
Ｉａ族元素としては、Ｓｃ、Ｙやランタノイド系元素で
あるＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ。
、Ｃｄ等が挙げられる。周期律表ｍ族元素のうち、ＩＩ
Ｉａ族元素としては、Ｓｃ、Ｙやランタノイド系元素で
あるＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ。
Ｓ ｍ １Ｅ ｕ ｓ Ｇ ｄ ％ Ｔ ｂ ＳＤ ｙ
ｓ Ｈｏ ＳＥ ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、アクチノイ
ド系元素であるＡｃ等が挙げられる。また、ｍｂ族元素
としては、Ａ、ｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｊ等が挙げられる。
ｓ Ｈｏ ＳＥ ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、アクチノイ
ド系元素であるＡｃ等が挙げられる。また、ｍｂ族元素
としては、Ａ、ｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｊ等が挙げられる。
上記元素のうち、Ｉｂ族元素、ＩＩａ族元素、■ａ族族
元、ランタノイド系元素および酸素、炭素、硫黄から選
ばれた元素が好ましい。なお、周期律表１ｂ族元素のう
ちＣｕ、Ａｇが好ましい。
元、ランタノイド系元素および酸素、炭素、硫黄から選
ばれた元素が好ましい。なお、周期律表１ｂ族元素のう
ちＣｕ、Ａｇが好ましい。
また、上記周期律表ＩＩａ族元素のうち、Ｓｒ、Ｂａが
好ましく、周期律表■ａ族元素のうち、Ｓｃ、Ｙが好ま
しい。
好ましく、周期律表■ａ族元素のうち、Ｓｃ、Ｙが好ま
しい。
超電導物質は、周期律表ｍ族元素、ｍ族元素および■族
元素を含む酸化物、炭酸化物または硫化物を焼結して生
成されたものが好ましい。
元素を含む酸化物、炭酸化物または硫化物を焼結して生
成されたものが好ましい。
く作用〉
以上の構成であれば、超電導特性の異なる少なくとも２
種類の超電導物質を含むので、電気抵抗の温度依存性が
直線的や曲線的な変化ではなく、階段状の変化を示した
り、臨界電流密度、臨界磁界等の値もそれぞれ異なるの
で、電流強度、磁界強度の変化に対しても段階的な特性
の変化を示したりする超電導材料を得ることができる。
種類の超電導物質を含むので、電気抵抗の温度依存性が
直線的や曲線的な変化ではなく、階段状の変化を示した
り、臨界電流密度、臨界磁界等の値もそれぞれ異なるの
で、電流強度、磁界強度の変化に対しても段階的な特性
の変化を示したりする超電導材料を得ることができる。
〈実施例〉
周期律表■族元素としてＢａ、ｍ族元素としてＹｌおよ
びｍ族元素としてＣｕを選び、一定成分比率からなるＹ
２０３、ＢａＣＯ３，ＣＬ１２０の各微粉末を混合して
、所定圧力下で固め、大気雰囲気中で焼結して超電導体
を得た。これを、四端子法で電気抵抗測定したところ、
第１図に示すように、３００に付近で部分的に超電導が
起こっているとしか考えられないような電気抵抗値の極
端な低下が見られ、８０に付近で完全に電気抵抗が０に
なるという結果を得た。
びｍ族元素としてＣｕを選び、一定成分比率からなるＹ
２０３、ＢａＣＯ３，ＣＬ１２０の各微粉末を混合して
、所定圧力下で固め、大気雰囲気中で焼結して超電導体
を得た。これを、四端子法で電気抵抗測定したところ、
第１図に示すように、３００に付近で部分的に超電導が
起こっているとしか考えられないような電気抵抗値の極
端な低下が見られ、８０に付近で完全に電気抵抗が０に
なるという結果を得た。
この資料をＸ線回折で構造解析したところ、２つ以上の
相が確認できた。
相が確認できた。
さらに、上記微粉末の組成を変えて種々の超電導体を得
、それぞれに同様の解析を試みたところ、超電導材料の
各相の相対的な比率の相違によって臨界温度が異なるこ
とが判明した。
、それぞれに同様の解析を試みたところ、超電導材料の
各相の相対的な比率の相違によって臨界温度が異なるこ
とが判明した。
すなわち、臨界点の異なる２種以上の超電導物質がわず
かな条件の違いにより生成するのである。
かな条件の違いにより生成するのである。
上記のような超電導特性の異なる物質を、超電導物質を
形成する結晶構造を最少単位として、または超電導物質
の相を最少単位として組み合わせることによって、例え
ば臨界温度が異なり、電気抵抗の温度依存性が直線的や
曲線的な変化ではなく、階段状の変化を示す超電導材料
を得ることができる。さらに、臨界電流密度、臨界磁界
等の値もそれぞれ異なるので、電流強度、磁界強度の変
化に対しても段階的な特性の変化を示す超電導材料を得
ることもできる。
形成する結晶構造を最少単位として、または超電導物質
の相を最少単位として組み合わせることによって、例え
ば臨界温度が異なり、電気抵抗の温度依存性が直線的や
曲線的な変化ではなく、階段状の変化を示す超電導材料
を得ることができる。さらに、臨界電流密度、臨界磁界
等の値もそれぞれ異なるので、電流強度、磁界強度の変
化に対しても段階的な特性の変化を示す超電導材料を得
ることもできる。
このような複数の超電導特性を示す物質を含んだ超電導
材料で素子を作製すると、従来の２値でなく、３値以上
の状態をとり得る素子を実現できることになる。
材料で素子を作製すると、従来の２値でなく、３値以上
の状態をとり得る素子を実現できることになる。
〈発明の効果〉
以上のように、この発明の超電導材料によれば、超電導
特性の異なる少なくとも２種類の超電導物質を含むので
、電気抵抗や電流強度、磁界強度等の変化に対する特性
が直線的や曲線的な変化ではなく、階段状の変化を示す
ようになり、多値状態の処理ができる小型、高速の回路
素子を実現して情報処理等種々の分野への応用が期待で
きるという特有の効果を奏する。
特性の異なる少なくとも２種類の超電導物質を含むので
、電気抵抗や電流強度、磁界強度等の変化に対する特性
が直線的や曲線的な変化ではなく、階段状の変化を示す
ようになり、多値状態の処理ができる小型、高速の回路
素子を実現して情報処理等種々の分野への応用が期待で
きるという特有の効果を奏する。
第１図はこの発明の超電導材料の電気抵抗の温度依存性
を示すグラフ、 第２図はＬｉ Ｔ１２０の電気抵抗の温度依存性を示す
グラフ。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第１図 第２図 温度（Ｋ）
を示すグラフ、 第２図はＬｉ Ｔ１２０の電気抵抗の温度依存性を示す
グラフ。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第１図 第２図 温度（Ｋ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミック系の超電導材料において、超電導特性の
異なる少なくとも２種類の超電導物質を含むことを特徴
とする超電導材料。 ２、周期律表II族元素、III族元素およびＩ族元素を含
む酸化物、炭酸化物または硫化物を焼結して生成された
ものである上記特許請求の範囲第１項記載の超電導材料
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074792A JPS63239149A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 超電導材料 |
| EP88104733A EP0284061A3 (en) | 1987-03-24 | 1988-03-24 | Ceramic oxide superconductive composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074792A JPS63239149A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 超電導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239149A true JPS63239149A (ja) | 1988-10-05 |
Family
ID=13557500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62074792A Pending JPS63239149A (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-27 | 超電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63239149A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176220A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-12 | Japan Atom Energy Res Inst | 酸化物超電導体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152080A (ja) * | 1983-12-06 | 1985-08-10 | オボニック・シンセティック・マティリアルズ・カンパニ−・インコ−ポレ−テッド | 超電導材料及びデバイス |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62074792A patent/JPS63239149A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152080A (ja) * | 1983-12-06 | 1985-08-10 | オボニック・シンセティック・マティリアルズ・カンパニ−・インコ−ポレ−テッド | 超電導材料及びデバイス |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176220A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-12 | Japan Atom Energy Res Inst | 酸化物超電導体 |
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