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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04240108/
• 关键词: 高温超伝導体; 新物質探索; 頂点酸素; 人工格子; 高圧合成; 単結晶; 電極酸化; 梯子格子; 無限層構造; lユニットセル薄膜; 無限層構造化合物; キャリアドープ; 2次元超伝導体

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。

This study is aimed at (1) exploration of new materials and new compositions,(2) design of artificial lattices and superconductivity, and (3) research on superconductivity of synthetic lattices. The results are as follows: (1)New materials and new compositions are explored: high-pressure synthesis of Sr_<n-1>Cu_&lt;n+1&gt;O_<2n>(n: odd), ladder lattice, special structure, and a series of new compounds are discovered, theoretical n=3, predicted, and realized. The first time I saw him was when I was a kid. La-214 system has been successfully transformed into Sr_2CuO_2Cl_2 and Sr_2CuO_2Cl_2. Today, an ultra-conductive plate containing Ca_2Cu_2O_4Cl_2(La_2CaCu_2O_6 structure) with Na oxide and T_c=49K was obtained on the CuO_2 surface. Important research results in the re-examination of p-type copper oxides The <4-x>synthesis and crystal structure of TlSr_ Ba_xCu_2(CO_3)O_y(T_c=70K) in Tl-based cuprates containing carbon groups are very interesting. (2)Artificial Lattice Design and Superconductivity Characteristics:Y-123 System 1 Single Cell Layer Application, Superconductivity Discovery, Minimum Single Cell Detection, Insulation Interface Y-123 Characteristics are Explained The thin film of infinite layer structure ACuO_2(A: earth element) has been designed with artificial lattice at the center and superconductivity at the center. (3)The characteristics of synthetic prostheses and superconductivity: the chemical processing of Kaliadrap and the electrochemical methods and techniques of intakareshi are discussed, and the effects of superconductivity are evident. La_(1+t)&gt;Ba_<2-x>Cu_3O_(7+δ)&gt; La_<2-x>Sr_xO_4 and La_ Sr_xO_4 were synthesized in the presence of Ba ~(3 +) and La ~(3 +). La_<2-X>Ba_2CuO_4 single crystal growth, acid component pressure, solid solubility limit

项目成果

弟子丸 雄一: "Bi系酸化物超伝導体における酸素含量、変調構造および超伝導特性の相関" 日本化学会誌. 938-943 (1992)

Yuichi Deshimaru：“Bi基氧化物超导体中氧含量、调制结构和超导性能的相关性”日本化学学会杂志938-943（1992）。

志村 健一: "YBCO薄膜最表面の超伝導性" 粉体および粉末冶金. 39. 736-739 (1992)

Kenichi Shimura：“YBCO薄膜最外层表面的超导性”粉末与粉末冶金39. 736-739（1992）。

I.Tsukada: "Effect of Intermission in Layer-by-Layer Growth of Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_<10+δ> Thin Films" Jpn.J.Appl.Phys.31. L1683-L1685 (1992)

I.Tsukada：“Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_<10+δ>薄膜逐层生长的间歇效应”Jpn.J.Appl.Phys.31 (1992)。

K.Yamamoto: "Harmonic Susceptibilities of Single-Crystal YBa_2Cu_3O_y Thin Films" Physica C. 192哀規. 47-54 (2)

K.Yamamoto：“单晶 YBa_2Cu_3O_y 薄膜的谐波磁化率”Physica C. 192 Saiki。

K.Yamamoto: "Harmonic Susceptibilities of a Single-Crystal YBa_2Cu_3O_y Bulk Superconductor" Jpn.J.Appl.Phys.31. 770-774 (1992)

K.Yamamoto：“单晶 YBa_2Cu_3O_y 体超导体的谐波磁化率”Jpn.J.Appl.Phys.31。