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水素吸蔵法による高温超伝導の物性制御

利用吸氢法控制高温超导物理性能

基本信息

批准号：
01631515
负责人：
藤井博信
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Hiroshima 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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01631515/
关键词：
YBCO 水素吸蔵ホ-ル・キャリア-の制御 BSCCO セラミックス高温超伝導

项目摘要

銅を含んだセラミックス高温超伝導体(Lp_<1-X>Sr_X)_2CuO_<4-δ>,YBa_2Cu_3O_<7-δ>,Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>Bi_<1.6>Pb_<0.4>Sr_2Ca_2Cu_3O_<10+δ>および(Nd_<1-X>Ce_X)_2CuO_<4-δ>系などは、いずれも、二次元的なCuO_2面をもち、その面内のキャリア-、すなわち正孔(ホ-ル)又は電子の存在が超伝導の発現にとって不可欠であると信じられている。我々は、水素吸蔵によって、CuO_2面のキャリア-数を系統的に変化させその時起る物性変化から超伝導発現機構の解明に手掛かりを与えることを計画した。本年度、我々は手始めにホ-ル・キャリア-超伝導体YBa_2Cu_3O_<6.91>(YBCO)、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>(BSCCO)およびBi_<1.6>Pb_<0.4>Sr_2Ca_2Cu_3O_<10+δ>(BPSCCO)に水素を吸蔵させ超伝導転移温度Tcの変化を測定した。その結果、(1)YBCO系では、Tcは水素濃度によってほとんど変化しないこと、(2)BSCCO系では、Tcは80Kから水素量に比例して上昇し、水素量χ=0.4コ/モルで最大(Tc=92K)を示すことおよび(3)BPSCCO系ではTcはχに対して単調に減少することを見い出した。一方、ヨ-ド滴定法およびホ-ル効果の測定より、いずれの系の中でも水素はプロトンH^+として振るまい、電子を結晶中へ改出することが明らかになった。これらの結果を総合すると、CuO_2面のホ-ル・キャリア-数とTcの間には、十倉らが提唱しているようなユニザ-サルな関係が存在していると結論できる。すなわち、TcはCuO_2面当たり0.15〜0.25コのホ-ル数のとき最大をとる。BSCCO系では母体(χ=0)でホ-ル過剰にあり、水素吸蔵量とともにホ-ル数が減少しTc最大が現れる。BPSCCO系では、すでに最適ホ-ル数にあり、水素吸蔵によってホ-ル数が減少しても、Tcは単調に降下する。一方、YBCO系では、水素はCuOチェ-ンの近くに吸蔵されるため、CuOチェ-ンの近くの局在ホ-ル数を減少させていると考えられ、CuO_2面のホ-ル数は変化しないと考えられる。この結果、Tcはχに依存しないと判断される。しかし逆に、プロトンのNMRより、YBCO系では、TcでT_1^<-1>のエンハンスメントが観測された。これは、CuO_2面のスピンのゆらぎの影響が弱いために観測できたものと思われ、水素はCuO_2面から離れた所に存在していることを示している。

Cu ~(3 +<1-X>)_2 CuO_<4-δ>, YBa_2Cu_3O_<7-δ>, Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>Bi_<1.6>Pb_<0.4>Sr_2Ca_2Cu_3O_<10+δ>, Nd_<1-X>Ce_X)_2CuO_<4-δ>, CuO_<4-δ>, A new method for the determination of the chemical properties of CuO_2-based systems is proposed. This year, we began to measure the transition temperature Tc of superconductors YBa_2Cu_3O_<6.91>(YBCO), Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)(BSCCO) and Bi_<1.6>Pb_<0.4>Sr_2Ca_2Cu_3O_(10+δ)(BPSCCO). The results are as follows: (1) In YBCO system, Tc decreases with increasing water concentration;(2) In BSCCO system, Tc increases with increasing water content;(3) In BSCCO system, Tc decreases with increasing water content. A method of titration and determination of the results of the reaction is described in detail below. The results show that the relationship between CuO_2 and Tc exists. CuO_2 surface is 0.15 ~ 0.25 ° C. BSCCO system is the parent (χ=0), water absorption, Tc maximum. BPSCCO system is optimized for the number of molecules, the number of molecules absorbed by water, and the number of molecules decreased. In one case, YBCO system, CuO_2 surface, CuO_2 surface, Cu The result, Tc, is dependent on the judgment. YBCO system is characterized by NMR, Tc, T_1 and T_2<-1>. The influence of CuO_2 surface on the formation of CuO_2 is weak, and the influence of CuO_2 surface on the formation of CuO_2 is weak.