高圧合成法およびゾル-ゲル法による新超伝導体の探索と物性

点击翻译按钮获取中文摘要

(1)高圧合成した電子ドープ系超電導体Sr_<1-x>La_xCuO_2について米国アルゴンヌ国立研のJorgennsenらと中性子線回折に関する共同研究を行い、Sr_0._9La_0._1CuO_2の室温における平均構造は、酸素原子を含めて従来から考えられている無限層構造として矛盾のなく説明できることが明らかになった。しかしSr_<1-x>La_xCuO_2についてラマン分光をとると、Laをドープしない試料は無限層構造から予測されるようにラマン不活性であったが、Laをドープするとラマン活性になり局所的に構造が歪み、さらに冷却するにつれて歪みが大きくなると考えられた。また超伝導転移温度より低温の20Kまでの温度域でX線吸収スペクトルの測定を行ってCuの周りの動径分布をとると、温度を下げるにつれて、X=0に比べてX=0.1ではかなり顕著にCu-O距離が伸びる傾向が見られた。低温X線回折によって格子定数の温度変化を調べると、X=0の場合には温度が下がるとともに連続的に格子定数は縮むが、X=0.1の場合には超伝導転移温度以下でa軸長の収縮が小さくなった。これらの実験事実を考え合わせると、温度が下がるにつれてCuO_2面がCu原子を中心にして動的に振動するようになって無限層構造からズレて超伝導化すると考えられた。(2)酢酸塩混合水溶液を酒石酸で滴定して得た固形物を焼成するゾル-ゲル法によって、常圧下で得られる無限層化合物Ca_<1-x>Sr_xCuO_2が0.10(〕 SY.ltoreq. 〔)x(〕 SY.ltoreq. 〔)0.16の組成巾を持つこと、およびCaをYでY_<0.03>Ca_<0.82>Sr_<0.15>CuO_2まで電子ドープ置換固溶できることを見いだした。(3)BiO層とCuO層が交互に積層していると考えられる新しい化合物Bi_2PbCuO_5が得られ、二種類の結晶相のあることがわかった。今後キャリヤーをドープすることによって、超伝導化すると思われる。