新高温超伝導酸化物の化学設計とプロセッシング・第2班(材料プロセス班)

新型高温超导氧化物的化学设计和加工，第 2 组（材料工艺组）

基本信息

批准号：
03211103
负责人：
笛木和雄
金额：
$ 47.23万
依托单位：
Tokyo University of Science
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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至 1991
项目状态：
已结题

项目摘要

高温超伝導酸化物では、金惣成分組成が同一でも、酸素圧・温度によって酸素量が変化し、酸素量によって導電性、超伝導特性が変化する。昨年度の90K級123酸化物、Bi系に引き続いて、(Nd,Ba)_2(Nd,Ce)_2Cu_3O_y、(Pb_2Cu)Sr_2CaCu_2O_yなどの銅系酸化物についてT_0と酸素量が密接な関係のあることが明かにされたのみならず、非銅系のBaPb_<1‐x>Bi_xO_<3‐δ>,Ba_<1‐x>K_xBiO_<3‐δ>などの酸化物についても同じことが見出され、酸素量の問題は超伝導機構を解明する主要な鍵の一つであることが明らかになった。金属組成の変化は、酸素量の変化を誘い、その結果超伝導特性を変化させること及び、T_0は酸素過剰量がある最適値をとる時に最高になることも、Bi系について明らかにされた。これも酸素量が超伝導にとって極めて重要な因子であることの一証左となった。多価イオンを2種以上含む高温超伝導酸化物の場合、酸素ノンストイキオメトリの変化はこれら多価イオンの価数変化となる。多価イオンの価数を多価イオンの種類別に分析する方法の研究が進められ、Bi系(2201),(2223)相のいずれも、Biイオンの価数は常に3を越えるのに対し、Cuイオンの価数はほとんど2価が、それを若干上まわる程度で、(2223)相の場合、低酸素圧側では2価を僅かながら下まわる場合も生じ、Bi系ではホ-ルはよりBiイオンに多く存在し、すべてホ-ルはCu(II)‐O_2面上に存在するとの従来の考え方は大きな修正を必要とすることが明らかとなった。酸素量の変化が最もよく反映し、かつ超伝導特性とも密接に関係のある物性は高温超電率と考えられる。Bi系3相,Y系123,124相T^*相等について、酸素圧・温度の関数として高温導電率を測定し、酸素圧・温度の関数として測定した酸素量の結果と比較した所、両者の間に極めて密接な関係のあることが明らかになり、また両結果より、高温におけるキャリア濃度、モビルテイを温度の関数として求めた。

在高温超导氧化物中，即使黄金成分组成相同，氧气的量也会根据氧气压力和温度而变化，并且电导率和超导性特性会根据氧气量而变化。遵循去年的90K 123级氧化物和BI系统，据透露，T_0和氧含量与诸如（ND，BA）_2（ND，CE）_2CU_3O_Y和（PB_2CU）SR_2CACU_2O_2O_Y的铜（nd，ba）_2（nd，ce）_2（nd，ce）_2（nd，ce）均密切相关。 BAPB_ <1-X> BI_XO_ <3-δ>和BA_ <1-X> k_xbio_ <3-gue_>，并且已经揭示了氧含量的问题是阐明超导机制的主要关键之一。 BI系统已经揭示了金属成分的变化会诱导氧含量的变化，从而导致超导性特性的变化，并且当过量的氧气处于某些最佳值时，T_0处于最高状态。这也证明了氧含量是超导性的极为重要的因素。在含有两个或多个多价离子的高温超导氧化物的情况下，氧气非晶体计量计的变化会导致这些多价离子的价变化。已经对通过多价离子类型进行分析的方法进行了研究，并且已经表明，在BI系统（2201）和（2223）阶段中，BI离子的价始终大于3，而Cu离子的价略高于该阶段，而阶段略高于该（222），而在222中，BI离子的价值始终大于3（2223）的阶段（2223）阶段。低氧压力侧，而在BI系统中，BI离子中存在更多的孔，并且所有孔都存在于Cu（II）-O_2表面上，都需要进行重大修改。最能反映氧含量变化并与超导特性密切相关的物理特性被认为是高温超流动性。对于基于BI的3相，基于Y的123、124阶段T^*相，等等，高温电导率是作为氧气压力和温度的函数测量的，并且与氧气和温度的函数相比，与氧气压力和温度的函数相比，它变得非常紧密，从两者之间的关系非常紧密，并且在载体浓度和模具中确定了一定的温度。