新超伝導物質の化学

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本研究の目的は、酸化物超伝導体の特徴を化学的な立場より解明し、新しい構造、組成を有する超伝導体を設計開発するとともに、薄膜、単結晶、線材などさまざまな形状を有し、かつ高い超伝導特性を示す材料を作製するためのプロセスを開発することにある。この目的を遂行するために、まず様々な問題点の掘り出しおよび整理と、各問題点の具体的解決法を探ることを目指しておもに次のようなテーマに関し、各研究者が分担して調査と予備的研究をおこなった。1.新物質の開発と状態図の作製:既発見の化合物の単一相化、周辺物質の化合物の探索と状態図の作製をおこなった。2.化学的安定性の検討:超高圧力下での酸化物の相安定性、プロトン照射効果を調べた。3.酸素欠損の制御:高酸素圧、不活性ガスなど各種雰囲気下で酸化物を合成するとともに熱分析と化学分析を併用して平衡酸素組成、金属イオン価数の決定、評価を行なった。4.新分析手法の開発:X線、中性子線、電子線回折を利用した結晶構造の精密決定と、局所構造の解明、微量試料の化学分析など分析手法の確立と精密化について検討した。5.プロセス開発:有機金属塩法、ゾルーゲル法、電着法などによる厚膜のプロセッシングについて検討した。6.薄膜・単結晶の合成:良質な単結晶の育成を試みるとともに、原子レベルでの構造制御を目指して超格子薄膜の作製を行なった。7.微細組成、組織の検討:臨界電流などの特性を左右する結晶の微細組織を制御するための研究をおこなった。8.表面及び界面の検討:酸化物表面における酸素の吸脱着挙動を調べた。また結晶粒界の原子オーダーでの観察評価をおこなった。本研究で得られた成果に基づき、平成元年度よりスタート予定の重点領域研究「新高温超伝導酸化物の化学設計とプロセッシング」を組織し、酸化物超伝導体の化学に関する研究をさらに発展させる予定である。