高温超伝導の科学:高温超伝導体の合成プロセスと新物質探索

高温超导科学：高温超导体的合成过程及新材料的寻找

基本信息

批准号：
04240108
负责人：
坂東尚周
金额：
$ 92.8万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至 1994
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、(1)新物質・新組成の探索、(2)人工格子の設計と超伝導特性、(3)合成プロセスと超伝導の特性の研究を行うことを目的としてきた。その成果は以下の通りである。(1)新物質・新組成の探索:高圧合成によりSr_<n-1>Cu_<n+1>O_<2n>(n:奇数)という梯子格子と呼ばれる特異な構造をした一連の新化合物を発見し、理論的にn=3ではスピンギャップをもつ擬一次元量子格子系であると予測されたが、実験的にそれを明らかにした。キャリアをドープすることにより、超伝導になることが期待される。La-214系の頂点酸素をClで完全に置換したSr_2CuO_2Cl_2のSrをNaで置換することによって、超伝導化に成功した。さらにCuO_2面をもう一枚含むCa_2Cu_2O_4Cl_2(La_2CaCu_2O_6構造)にNaをドープし、T_c=49Kの超伝導を得た。p型銅酸化物の頂点酸素の役割について再検討を迫る重要な研究成果である。炭酸基を含む銅酸化物のうち、Tl系銅酸化物のTlをCO_3で置換したTlSr_<4-x>Ba_xCu_2(CO_3)O_y(T_c=70K)が合成され、これが非常に興味ある結晶構造であることを明らかにした。(2)人工格子の設計と超伝導特性:Y-123系の1単位胞層を用いて、超伝導を発現する最小単位を探り、絶縁体に接する界面のY-123の特性を明らかにした。無限層構造ACuO_2(A:アルカリ土類元素)の薄膜を中心として多くの人工格子を設計し、その超伝導を調べ、いくつかの構造が超伝導になることを見出した。(3)合成プロセスと超伝導の特性:キヤリアドープの化学的処理として電気化学的手法とインターカレーションを検討し、いずれも超伝導化に有効であった。La_<1+t>Ba_<2-x>Cu_3O_<7+δ>やLa_<2-x>Sr_xO_4の合成時の雰囲気酸素分圧によってBaサイトのLaやLaサイトのSrの分布が異なり、超伝導に影響することを示した。La_<2-X>Ba_2CuO_4の単結晶育成において、酸素分圧を下げることによりx=0.113まで、固溶限を広げることができた。

这项研究的目的是（1）探索新材料和组成，（2）人工晶格的设计和超导性能，以及（3）研究合成过程和超导的特性。结果如下：（1）搜索新的物质和成分：通过高压合成，一系列具有独特结构的新化合物，称为sr_ <n-1> cu_ <n+n+1> o__ <2n>（n：odd），并发现了psey peceo-nimum-nimum and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and and，在实验中揭示了。掺杂载体有望导致超导性。通过用Na替换SR_2CUO_2CL_2，成功实现了超导性，该SR_2CUO_2CL_2用Cl完全替换了LA-214系统的Apex氧。此外，将Na掺杂到CA_2CU_2O_4CL_2（LA_2CACU_2O_6结构）中，其中包含另一个CuO_2表面以获得T_C = 49K的超导性。这是一项重要的研究发现，迫使我们重新审视顶点氧在P型铜氧化物中的作用。在含有碳酸盐基团的铜氧化物中，TLSR_ <4-X> BA_XCU_2（CO_3）O_Y（T_C = 70K）合成了基于TL的基于TL的铜氧化物，并被合成CO_3，并且发现这是一种非常有趣的晶体结构。（2）人工晶格和超导性特性的设计：使用基于Y-123的单单元层，我们研究了表现出超导性的最小单元，并揭示了与绝缘体接触的界面处的Y-123的性质。许多人工晶格主要是用无限层结构ACUO_2（a：碱地球元素）的薄膜设计的，研究了它们的超导性，发现几种结构是超导性的。（3）合成过程和超导性特征：将电化学方法和插入研究作为载体涂料的化学处理方法，并且两者在超导性中都有效。结果表明，在LA__ <1+t>+t> ba_ <2-x> cu_3o_ <7+ueugue_ <7+gueugutue>和la_ <2-x> sr_xo_4的合成过程中，LA和SR在BA位点的分布取决于氧气大气中的氧氧的部分压力。在LA__ <2-X> BA_2CUO_4的单晶生长中，通过降低氧气部分压，可以将固体溶解度极限提高到X = 0.113。