新高温超伝導酸化物の化学設計とプロセッシング・第1班(新物質・新組成・相図班)

新型高温超导氧化物的化学设计与加工-第1组（新材料、新成分、相图组）

• 批准号: 02227102
• 负责人: 坂東 尚周
• 金额: $ 50.56万
• 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02227102/
• 关键词: 高温酸化物超伝導体; 価数分析; 状態図; 新物質; 高圧合成; 単結晶; 超薄膜; 人工超格子

本研究の目的は(1)新物質、新組成の探索、(2)状態分析、微細構造解析と超伝導性、(3)単結晶育成と物性、(4)薄膜作製とその物性である。これらの課題に従って成果を述べる。(1)に関しては高酸素圧中で種々の物質を合成を行っているが、中でもLa_<2ーx>Bi_xCuO_<4+δ>が20Kで超伝導転移し、高い体積分率を示すにもかかわらず、Cuの平均原子価が2であるという興味ある現象を見出した。BiーPb系にBaOを添加することにより、117KまでT_cが上昇すること、また、フッ素添加したYBa2CuO_<7ーx>(YBCO)が、測定する雰囲気を酸素中にすると100Kまで上昇することを見出した。Sr_<n+1>V_nO_<3N+1>は金属的な伝導性を示すが、超伝導にはならない。(2)については、まず、湿式分析により多成分の超伝導体の各元素の価数を別々に決定する方法を開発した。また、EPMAによりBi系酸化物の微少領域でも酸素量の分析が可能である。NQRにより、La_<2ーx>Sr_xCuO_4を測定し、八面体配位とピラミッド型配位のCuのシグナルを同定し、超伝導性との関連を論じた。中性子回折により、高圧下のYBa_2Cu_4O_8の構造を解析し、圧力によるT_Cの向上は、構造パラメ-タを精密化して、CuO_2面が高いホ-ル濃度になるためとしている。(3)については、Bi系の大型単結晶の育成を行うため、部分溶融や結晶成長のその場観察を光集中型高温顕微鏡で行い、正確な状態図の検討も行った。単結晶を用いた光学測定の研究も昨年に続いて進展している。(4)については、大きな進歩があった。高速電子線回折(RHEED)を結晶成長しながら測定すると、鏡面反射強度が振動し、その振動の周期がYBCOでは1単位胞に相当し、2次元成長していることを世界で初めて見出した。RHEED振動でモニタ-しながら結晶成長を制御すると、1単位胞の超薄膜や1単位胞が交互に積層した人工超格子を設計通り作製でき、またそれらの超伝導特性を明らかにすることができた。

The objectives of this study are: (1) exploration of new substances and new compositions, (2) state analysis and microstructure analysis of と super伝 conductivity, (3) と physical properties in 単 crystallization and incubation, and (4) とそ physical properties である in thin film fabrication. Youdaoplaceholder3 れら れら に従って project に従って results を description べる. (1) に masato し て は で of high acid element 圧 is 々 の line material を synthetic を っ て い る が, medium で も La_ 2 ー < x > Bi_xCuO_ < 4 + delta > が 20 k で super 伝 guide planning move し, high volume fraction い を shown す に も か か わ ら ず, Cu の average atomic 価 が 2 で あ る と い う tumblers あ を る phenomenon shows し た. Bi ー Pb department に BaO を add す る こ と に よ り, 117 k ま で T_c が rise す る こ と, ま た, フ ッ element to add し た YBa2CuO_ 7 ー < x > (YBCO) が, determination of す る 雰 囲 気 を in acid に す る と 100 k ま rising で す る こ と を shows し た. Sr_<n+1>V_nO_<3N+1> the な伝 conductivity of な伝 metals を indicates すが, and the super伝 conductivity に ならな ならな ならな な伝. (2) に つ い て は, ま ず, wet analysis に よ り multicomponent の super conductor 伝 の の each element number 価 を don't 々 に decided す る method を open 発 し た. Youdaoplaceholder0, EPMAによ, Bi series acidifiers <s:1> trace domain で, and the analysis of the amount of glycolic acid <s:1> が may である. 2 ー NQR に よ り, La_ < x > Sr_xCuO_4 を し, octahedral coordination と ピ ラ ミ ッ ド type coordination の Cu の シ グ ナ ル を with し, super 伝 conductivity と の masato even を theory じ た. Temper of inflexion に よ り, high 圧 の YBa_2Cu_4O_8 の tectonic analytical し を, pressure に よ る T_C の は upward, tectonic パ ラ メ - タ を motors し て, high CuO_2 surface が い ホ - ル concentration に な る た め と し て い る. (3) に つ い て は, Bi is の large 単 crystallization の bred line を う た め, partial melt や crystal growth の そ の field 観 examine を centralized heat 顕 micromirror で い, correct な state 図 の 検 line for も っ た. The 単 crystallization を was optically determined by <s:1> た to study the <s:1> progress of に続 て て last year て て る る. (4)に に て て, large な step があった. High-speed electronic line back to the fold (RHEED) を crystal growth し な が ら determination す る と, specular reflection intensity が vibration し, そ の の vibration cycle が YBCO で は 1 単 cell に quite し, 2 dimensional growth し て い る こ と を め the early で て shows し た. RHEED vibration で モ ニ タ - し な が ら crystal growth を suppression す る と, 1 単 cell の ultrathin membrane や 1 単 a cell が interaction に horizon し た artificial superlattices を design through り cropping で き, ま た そ れ ら の super 伝 guide features を Ming ら か に す る こ と が で き た.

项目成果

S.Sueno: "A SIMS Study on Latticeー and Dislocation Diffusion in MgO" Proc.2nd Eur Asia Conf.on Chem.in Seoul. 171-172 (1990)

S.Sueno：“MgO 中晶格和位错扩散的 SIMS 研究”Proc.2nd Eur Asia Conf.on Chem.in 首尔 171-172 (1990)。

T.Shibata: "Magnetic Susceptibility of YBa_2(Cu_<1ーx>Fe_x)_3O_y Prepared by Various Heat Treatments" Jpn.J.Appl.Phys.30. L175-L178 (1991)

T. Shibata：“通过各种热处理制备的 YBa_2(Cu_<1-x>Fe_x)_3O_y 的磁化率”Jpn.J.Appl.Phys.30 (1991)。

K.Yoshimura: "Inhomogeneous Superconducting Properties of La_<2ーx>Sr_xCuO_y Except for x〜0.16,y〜4.0" J.Phys.Soc.Jpn.59. 3073-3076 (1990)

K. Yoshimura：“除了x〜0.16，y〜4.0之外的La_<2ーx>Sr_xCuO_y的非均匀超导性质”J.Phys.Soc.Jpn.59（1990）。

T.Imai: " ^<63>Cu NMR Study of Spin Dynamics in La_<2ーx>(Sr,Ba)_xCuO_y(0.04≦x≦0.16,3.99≦y≦4.03)" J.Phys.Soc.Jpn.59. 3846-3849 (1990)

T.Imai：“La_<2ーx>(Sr,Ba)_xCuO_y(0.04≤x≤0.16,3.99≤y≤4.03)中自旋动力学的^ 63 Cu NMR研究”J.Phys.Soc.Jpn。 59. 3846-3849 (1990)

K.Yoshimura: "Magnetic Phase Differentiation in the La_<2ーx>Sr_xCuO_y System ーCu and La Nuclear Quadrupole Resonance and Relayationー" Proc.ISSPーPCOS '91,Tokyo,Japan,Jan.16ー18,1991,SpringerーVerlag.

K. Yoshimura：“La_<2ーx>Sr_xCuO_y 系统中的磁相微分 —Cu 和 La 核四极共振和中继 —”Proc.ISSPーPCOS 91，日本东京，1991 年 1 月 16-18 日，Springer -出版社。