炭酸基を含む新超伝導体の探索

寻找含有碳酸酯基团的新型超导体

• 批准号: 05224206
• 负责人: 平井 敏雄
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05224206/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 炭酸基; 結晶構造解析; X線回折; 中性子回折; リートベルト法; 超伝導転移温度; 固溶体

炭酸基を含む銅系酸化物(C,Cu)Sr_2(Y,Sr)Cu_2O_z):C-1212は、Y^<3+>の一部をCa^<2+>で置換し、高圧酸素下で熱処理することにより超伝導体となるが、置換できるCa量の範囲や最適な置換量およびCa置換の効果などは明らかにされていなかった。本研究では、C-1212のCa置換を詳細に検討するとともに、C-1212についてYを他の希土類元素で置換することを試みた。また、C-1212が合成されなかったSr-Pr-Cu-O(CO_2)系について、新物質の探索を行った。1313K、炭酸ガス分圧(PCO_2)25kPaの条件で、C-1212のY^<3+>をCa^<2+>で置換することを試みたところ、(C_yCu_<1-y>)Sr_2(Y_<1-x>Ca_x)Cu_2O_zで、xが0.3から0.7においてC-1212構造の化合物が合成された。xとともにyの値も増加し、Ca置換だけではCuの形式酸化数はほとんど変化しないことが明らかにされた。1273K、4.0MPaの高圧酸素下で30h処理した試料では、Cuの価数はいずれの試料においても増加し、その値は+2.15〜2.20となった。また、高圧酸素処理によってCの量yが減少し、Cuの酸化数は+2.20まで増加した。0.35≦x≦0.70で、これらの化合物はT_cが約60Kの超伝導体となった。Tm,Er,Ho,Dy,Gd,Eu,Sm,Nd,Prの希土類元素についても、一部をCaで置換することによりC-1212構造の化合物が合成された。それらは、NdとPrを除いて、高圧酸素処理により超伝導を示した。C-1212構造の化合物が合成されなかったSr-Pr-Cu-O(CO_2)系について、O_2-CO_2零囲気下、1353Kで生成する化合物を調べた。この条件下では、T^*構造のPr_<1.6>Sr_<0.4>CuO_<4-d>、2126型構造の化合物Pr_<1.85>Sr_<1.15>Cu_2O_<6-d>、およびb軸方向に3倍の超周期をもつ2126構造の化合物Pr_<2-x>Sr_<1+x>Cu_2O_<6-d>(0.08≧x≧0.75)が合成された。炭酸基を含む銅系酸化物は存在しなかった。なお、Sr-Pr-Cu-O系で、新化合物Pr_8Sr_7Cu_2O_z(六方晶a=10.164,c=3.623A)を発見した。

Carbon-based copper acid compounds (C,Cu)Sr_2(Y,Sr)Cu_2O_z):C-1212, Y^<3+>, Ca^<2+>, Ca ^<3+>, Ca ^<3+>In this study, the Ca substitution of C-1212 was discussed in detail. Sr-Pr-Cu-O(CO_2) system was developed for the synthesis of C-1212 and the exploration of new substances. C-1212 compounds were synthesized at 1313K and 25kPa of carbon acid pressure (PCO_2), Y^&lt;3+&gt;, Ca^&lt;2+&gt; and substitution,(C_yCu_<1-y>)Sr_2(Y_<1-x>Ca_x) Cu_2O_2, x = 0.3 ~ 0.7. x, y, y, y. 1273K, 4.0 MPa and high pressure acid treatment for 30h, the number of copper in the sample increased, the value of +2.15 2. 20 In addition, the amount of C decreased and the number of Cu acidified increased by +2.20 in high pressure acid treatment. 0.35 ≤ x ≤ 0.70 Tm,Er,Ho,Dy,Gd,Eu,Sm,Nd,Pr and rare earth elements were synthesized. In addition to the above, the high pressure acid treatment can also be used for the treatment of various diseases. C-1212 structure compounds were synthesized in the Sr-Pr-Cu-O(CO_2) system. Under these conditions, Pr_Sr_ CuO_, Pr_<1.6>Sr_ Cu_2O<0.4>_<4-d>, Pr_<1.85>Sr_<1.15>Cu_2O_, Pr_ Sr_&lt;1 + x&gt; Cu_2O_&lt;1 <6-d>+ x&gt; Cu_2O_, Pr_<2-x>Sr_&lt;1+x&gt;Cu_2O_&lt;1+x&gt;Cu_2O_<6-d>, Pr_ (0.08&gt; x&gt; x&gt; 0.75) were synthesized. Carbonate-based and copper-based acidifiers exist everywhere. A new compound Pr_8Sr_7Cu_2O_z(hexagonal a= 10.164, c =3.623A) has been discovered in Sr-Pr-Cu-O system.

项目成果

Y.Miyazaki: "Preparation,electric conductivity and crystal structure of(Sr_<2-X>Ba_X)CuO_<2+Y>(CO_3)_Z" Physica C. 215. 159-166 (1993)

Y.Miyazaki：“(Sr_<2-X>Ba_X)CuO_<2Y>(CO_3)_Z的制备、电导率和晶体结构”Physica C. 215. 159-166 (1993)

山根久典: "炭酸基を含む新しい酸化物超伝導体" 粉体および粉末冶金. 40. 131-136 (1993)

Hisanori Yamane：“含有碳酸酯基团的新型氧化物超导体”粉末和粉末冶金学。 40. 131-136 (1993)

Y.Miyazaki: "Crystal structures of new cuprates containing CO_3 analyzed by the Rielveld methed of neutron powder diffraction" Proc.5th Int.Symp.Advanced Nuclear Energy Research. 248-253 (1993)

Y.Miyazaki：“通过中子粉末衍射的 Rielveld 方法分析含 CO_3 的新型铜酸盐的晶体结构”Proc.5th Int.Symp.Advanced Nuclear Energy Research。