錯体重合法による新しい高次積層型酸化物超伝導体の合成と積層効果の研究

Pb系3201相Pb_2Sr_<2-x>La_xCu_2O_<6+delta>はLa濃度のxの固溶域が狭く、局所的に組成ずれの生じやすい通常の固相法では、単相化が困難な物質である。錯体重合体は、原料を一度溶液することで均質性や反応性を高める、いわゆる液相法の一つである。このたび、従来の錯体重合法の欠点であった、加熱攪拌の際に生じる沈殿の成果を抑え、均質性がさらに高まるように、修正を加えた。修正点として、(1)溶解度の高い原料(硝酸塩、酢酸ストロンチウム、炭酸イットリウム、酢酸カルシウム、酢酸銅)を用い、硝酸を加えない。(2)クエン酸の添加量を従来の5倍、すなわち、クエン酸:総金属イオン=5:1(モル比)にする。(3)エチレングリコールを使用しないことである。この方法により、Pb_2Sr_<2-x>La_xCu_2O_<6+delta>(X=1.1)の前駆体を作製し、焼成時の温度,ガス雰囲気、時間を変化させた結果、3201相は、100%N_2および1%O_299%N_2の両雰囲気中で単相となることんわかった。また、2回焼成(100%N_2,750℃,20h+1%O_299%N_2,750℃,20h)および低温アニール(100%N_2,475℃,60h)による試料の良質化を行ったところ、通常の固相反応法では得られない、金属的な電気抵抗率の温度依存性を示す試料が得られた。超伝導転移温度T_cは37Kであった。また、La濃度xを0.8から1.5まで変えてLaの固溶域を調べたところ、x=1.1でのみ単相化しないことがわかった。さらに、T_cが100Kを越えると期待されていながら、合成に成功していないPb系3223相Pb_2Sr_<2-x>La_xCa_2O_<10+delta>(X=1.0)の合成を、焼成雰囲気,温度、時間を系統的に変えて試みたが成功しなかった。しかし、酸素分圧を0〜1%の間にすると合成できるかもしれないことがわかった。

Pb系3201相Pb_2Sr_<2-x>La_xCu_2O_<6+delta>はLa濃度のxの固溶域が狭く、局所的に組成ずれの生じやすい通常の固相法では、単相化が困難な物質である。錯体重合体は、原料を一度溶液することで均質性や反応性を高める、いわゆる液相法の一つである。このたび、従来の錯体重合法の欠点であった、加熱攪拌の際に生じる沈殿の成果を抑え、均質性がさらに高まるように、修正を加えた。修正点として、(1)溶解度の高い原料(硝酸塩、酢酸ストロンチウム、炭酸イットリウム、酢酸カルシウム、酢酸銅)を用い、硝酸を加えない。(2)クエン酸の添加量を従来の5倍、すなわち、クエン酸:総金属イオン=5:1(モル比)にする。(3)エチレングリコールを使用しないことである。この方法により、Pb_2Sr_<2-x>La_xCu_2O_<6+delta>(X=1.1)の前駆体を作製し、焼成時の温度,ガス雰囲気、時間を変化させた結果、3201相は、100%N_2および1%O_299%N_2の両雰囲気中で単相となることんわかった。また、2回焼成(100%N_2,750℃,20h+1%O_299%N_2,750℃,20h)および低温アニール(100%N_2,475℃,60h)による試料の良質化を行ったところ、通常の固相反応法では得られない、金属的な電気抵抗率の温度依存性を示す試料が得られた。超伝導転移温度T_cは37Kであった。また、La濃度xを0.8から1.5まで変えてLaの固溶域を調べたところ、x=1.1でのみ単相化しないことがわかった。さらに、T_cが100Kを越えると期待されていながら、合成に成功していないPb系3223相Pb_2Sr_<2-x>La_xCa_2O_<10+delta>(X=1.0)の合成を、焼成雰囲気,温度、時間を系統的に変えて試みたが成功しなかった。しかし、酸素分圧を0〜1%の間にすると合成できるかもしれないことがわかった。