水素インタ-カレ-ションと低温水素還元による新しい酸化物超伝導体の合成

插氢和低温氢还原合成新型氧化物超导体

• 批准号: 03211220
• 负责人: 高畠 敏郎
• 金额: $ 1.41万
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03211220/
• 关键词: 水素吸蔵; 酸化物超伝導体; インタ-カレ-ション; 水素還元; 熱重量分析; プロトン; 超伝導転移温度; 結晶粒界

種々の酸化物超伝導体と水素との反応を熱重量分析、ヨウド滴定等によって調べ、さらに水素吸蔵の効果を、格子定数、交流複素帯磁率、電気抵抗、ホ-ル係数等の測定によって研究し、以下の新しい知見を得た。1.YBa_2Cu_3O_<7-z>:結晶粒子中に化学吸着しているOH基は150℃以上で水素と反応しH_2Oを生成する。その後、水素は結晶中にプロトンとして入り、結晶の斜方晶性を減少させるだけでなく、超伝導を担うホ-ルの濃度を減少させて局所的に超伝導対を壊す。200℃以下でも結晶粒界の酸素は離脱し、粒界での超伝導結合を著しく弱める。230℃以上になると結晶粒中の酸素も離脱を始める。2.Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+z>:170℃以上の水素雰囲気中では酸素の一部が離脱するものの、H_2Oには成らない。引き続いて水素が吸収されると、超伝導転移温度は90Kまで上昇する。水素はBiO層の近くにインタ-カレ-トされるものと推測された。3.La_<2-x>Sr_xCuO_4:この系の超伝導ー磁気相図が、水素吸蔵によって系統的にずれるという事実から、水素はホ-ル濃度を減少させる事が確認された。水素吸収に伴って、c軸方向の積層のみが乱れる事は、特定の格子間位置に水素が入る事を示唆した。そこで粉末中性子回折によって、水素位置の同定を試みたが、成功しなかった。4.Nd_<2-x>Ce_xCuO_<4-z>:230℃から結晶粒界が還元され、粒界は半導体になる。しかしながら、格子定数や超伝導転移温度は殆ど変化しないので、この温度でも結晶粒内への水素吸蔵は僅かしか起こっていないものと結論された。

A study on the determination of conductivity, conductivity and coefficient of water absorption of acid compounds by thermogravimetric analysis, titration, etc. was carried out, and the following new findings were obtained. 1. The OH group in YBa_2Cu_3O_<7-z>: crystal particles is chemisorbed and the H_2O group is formed above 150℃. After that, the concentration of water in the crystal decreases, the rhombic crystallinity of the crystal decreases, and the conductivity decreases. Below 200℃, the acid in the crystal grain boundary is separated, and the superconductivity in the grain boundary is weak. Above 230℃, the acid in the crystalline particles starts to separate. 2. Bi_2Sr_2CaCu_2O_&lt;8+z&gt;: H_2O_&lt;8 + z&gt; The absorption of water in the medium and the temperature of heat transfer increased from 90K to 90K. The water element is close to the BiO layer. 3. La_<2-x>Sr_xCuO_4: Superconductivity, magnetic phase shift, water absorption, and system degradation were confirmed. Water absorption, c-axis direction of the layer of chaos, specific lattice position of the water element into the matter The powder in the sample is folded back, and the position of the water element is determined. 4. Nd_<2-x>Ce_xCuO_<4-z>:230℃The temperature of the crystal grain is determined by the number of crystals and the transition temperature.

项目成果

T.Ekino: "Tunneling Spectroscopy of CopperーOxide Superconductors" JJAP Series 7 Mechanisms of Superconductivity. 260-271 (1992)

T.Ekino：“氧化铜超导体的隧道光谱”JJAP 系列 7 超导机制 260-271 (1992)。

T.Ekino: "Feasibility of Electron Donation to the CuO_2 Plane of Monoーlayer Copper Oxide" Physica C. 185ー189. 845-846 (1991)

T.Ekino：“向单层氧化铜的 CuO_2 平面提供电子的可行性”Physica C. 185-189 (1991)。

T.Ekino: "Hydrogenation Effects on CopperーOxide Superconductors" JJAP Series 7 Mechanisms of Superconductivity. 34-40 (1992)

T.Ekino：“氧化铜超导体的氢化效应”JJAP 系列 7 超导机制 34-40 (1992)。

W.Ye: "Carrier Localization in Hydrogen Doped La_<1.9>A_<1.1>Cu_2O_<6+y>(A=Ca,Sr)" Supercond.Sci.Technol.4. 208-210 (1991)

W.Ye：“氢掺杂 La_<1.9>A_<1.1>Cu_2O_<6 y>(A=Ca,Sr) 中的载流子局域化”Supercond.Sci.Technol.4。

Y.Aoki: "Superconductivity in Th_3Ni_3Sn_4" J.Phys.Soc.Japan. 61. 684-691 (1992)

Y.Aoki：“Th_3Ni_3Sn_4 中的超导性”J.Phys.Soc.Japan。