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超伝導特性と粒界構造との関連

超导性能与晶界结构的关系

基本信息

批准号：
04240224
负责人：
高田雅介
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
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 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04240224/
关键词：
超伝導粒界臨界電流密度インピーダンス

项目摘要

多方面での実用化に有望視されている酸化物高温超伝導体はセラミックスである。従って、その内部に存在する粒界が実用上最も重要な値である臨界電流密度に大きく影響する。ところで、実用化に向けて興味のもたれているLnBa_2Cu_3O_7-δ(Ln=Y,Lanthanide)超伝導体の特性は、熱処理に伴う酸素含有量の変化と密接な関係がある。しかしながら、酸化物高温超伝導セラミックスの粒界に着目して、熱処理に伴う特性の変化を研究した報告の例は少ない。そこで本研究では、GdBa_2Cu_3O_7-δ超伝導セラミックスに熱処理を施し、その電気的特性の変化から粒界の特性、特に粒界の酸素欠損の生成に関する知見を得ることを試みた。始めに、長さ10μm程度の角柱状の結晶粒子が理論密度の88%程度に焼結し、T_<c(onset)>=93K,T_<c(zero)>=90Kを有するGdBa_2Cu_3O_7-δ単相の試料を固相反応法により作製した。次に、この試料に対して、窒素雰囲気中で400℃,500℃,600℃及び700℃で3〜600minの熱処理を施した。各々の試料について、抵抗率及び交流インダクンスの温度依存性、インピーダンスの周波数依存性、さらに電流ー電圧特性を測定・検討した。これらの実験の結果から得られた知見を以下に示す。1.熱処理に伴う酸素欠損の生成は、粒内部では除々に進行するのに対し、粒界では、急激に進行する。その結果、粒内が超伝導性を有しているにもかかわらずゼロ抵抗とはならない状態が発現する。2.熱処理に伴って、酸素欠損の多い層の厚さは、粒界を中心にして増加していく。3.粒内に対して、粒界の酸素欠損が大きく進行すると、粒界にショットキー障壁が形成する。この障壁の大きさは、粒界の酸素欠損の生成の進行に伴い増加するが、粒界の酸素欠損の生成が飽和状態になると、粒内部の酸素欠損の生成に伴い減少する。

Various chemical materials are used in this field, such as high-temperature superconductors and high-temperature superconductors. The most important thing to use is the presence of internal particles and the existence of particle boundaries. The critical current density has a large influence on it.ところで、実用化に向けて星丝のもたれているLnBa_2Cu_3O_7-δ(Ln=Y,L The properties of anthanide) superconductor include changes in the anthanide content due to heat treatment and close contact.しかしながら, acid compound high-temperature superconducting セラミックスのgrain boundary に目して, heat treatment and にassociated with うcharacteristics の変化を research した report の小ない.そこでThis research is based on GdBa_2Cu_3O_7-δ super-conducting heat treatment method and そのThe characteristics of electricity include the change of the grain boundary and the generation of the special acid element at the grain boundary. Initial shape, length of about 10μm, angular prism-shaped crystal particles, theoretical density of about 88%, roasted knot, T_<c(onset)>=93K ,T_<c(zero)>=90Kを有するGdBa_2Cu_3O_7-δsimple phase sampleをsolid phase 応法によりfabricatedした. The heat treatment of the sub-sample and the sample is carried out at 400℃, 500℃, 600℃ and 700℃ for 3~600min. Temperature dependence of each test sample, resistance rate and exchange test, test Dependence of cycle number and current-voltage characteristics of ピーダンスの are measured and tested. The results of the results are shown below. 1. Heat treatment involves the formation of acetic acid elements, removal of internal particles, removal of grain boundaries, and rapid excitation.そのRESULTS, intra-granular superconductivity, しているにもかかわらずゼロresistant, とはならないstate が発 appear する. 2. Heat treatment is necessary, the acid element is damaged, the thickness of the multi-layer is reduced, and the center of the grain boundary is increased, and the thickness is increased. 3. The formation of intragranular acid deficiency, the formation of acid deficiency at the granule boundary, and the formation of the barrier at the granule boundary.この大きさは of the barrier, のacid element loss of the grain boundary, generation of progress, accompanying いincrease, するが, grain boundary The lack of acid content and the resulting saturated state, and the loss of acid content within the granule are associated with the reduction of acid content.