ベータアルミナ固体電解質を用いる新しい電気化学ド-ピング法

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CaイオンのYBCOセラミックスへのド-ピングにおいてドープ量は時間とともに飽和していることが分かった。即ち、はじめのうちはドープが進行するが、Caが全体に均一になるとその後は、CaはYBCO内を素通りしてしまう。この飽和ド-ピング量は電流が増せば増加し、減少させれば減少することが明らかになった。叉、電流が高い場合でもはじめのうちには、粒界ド-ピングが主となっており、その後粒内へのド-ピングが始まることが明らかとなった。このSOED法の特徴に、Ba空孔の生成があり、これにCaが電解置換するのであるが、Baの空孔のいくつかはそのまま存在し、格子縮小が著しくなることが分かった。著しい格子縮小はこの手法の一つの特徴と言える。SOED2では陽極にベータアルミナを用い、陰極に安定化ジルコニアを用い、金属イオンとともに、酸素イオンを同時注入する。すなわち、酸化物セラミックスでは酸素イオンが金属イオンより移動しやすい場合が多く、結果として金属イオンはアノード側のセラミックス部分へ片寄ってド-ピングされる。この場合にも、温度や雰囲気を変化させることによりドープ状態を変化させることができた。YBC超伝導体へのNaのド-ピングについては温度に依存せず、いづれも陽極側への傾斜ド-ピングが生じた。この傾斜ド-ピングもこの新手法の大きな特徴といえる。