酸化物新物質の創製と機能の探索

新型氧化物材料的创造及其功能探索

• 批准号: 08044135
• 负责人: 山内 尚雄
• 金额: $ 18.62万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for international Scientific Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08044135/
• 关键词: 超伝導; ホール分布; 不可逆磁場; 短寿命125K級超伝導体; “水"を含む高磁場超伝導体; 酸化亜鉛; コンビナトリアルレーザーMBE; ナノドット低次元構造; オーバードープ; 0112; 高温超伝導トンネル接合; コンビナトリアルケミストリー; Hg-1223; 酸化物エレクトロニクス; レーザーMBE; 酸化物エピタキシ-; 原子層エピタキシ-; 高温超伝導; 臨界温度; ホールド-ピングルート; 高圧合成; ボンド・バレンス・サム

共同研究のパートナーであるヘルシンキ工科大のProf.NiinistoとDr.Karppinenとは、高温超伝導物質結晶内のキャリア分布と超伝導特性の向上に関する実験および結果の検討を行った。ペンシルバニア州立大のProf.Schlomとは酸化物の薄膜形成と電子機能について討論した。1998年11月12〜13日には、"International Workshop on Chemical Desigh and Processing of High-T_cSuperconductors IV"をDr.KarppinenとProf.Schlomとともに開催し、本共同研究の今までの成果を発表した。またヘルシンキ工科大のProf.NiinistoとはALE法による超伝導薄膜合成と、コンビナトリアルケミストリー法の材料開発への応用に関する研究協力を行った。主な成果は以下の通りである。● 単位格子内ホール分布を自在に制御できる超伝導物質シリーズ、(Yb,Ca)(Ba,Sr)_2CU_3O_<7-d>を合成し、T_cを低下させずに不可逆磁場特性が大きく向上した試料の作製に成功した。ボンド・バレンス計算やX線吸収実験結果より、キャリアの分布を均一にすると、不可逆磁場特性が大きく向上することを見いだし、実際に物質を創製しこれを実証した。● Ba-Ca-Cu-O系で最も高い臨界温度126Kをもつが非常に不安定な超伝導物質を合成し、この相がBa_2Ca_2Cu_3O_y(0223相)であり、大気中で"水"を含むH_5Ba_2Ca_2Cu_3O_y(H-5223相)に変化する過程を初めて解明した。これら2相を比較すると、後者の不可逆磁場特性はむしろ優れており、磁場特性は構造よりもキャリアの空間分布異方性により支配されることがわかった。● 酸化物ヘテロ接合の完全制御をめざし、酸化物最表面構造の実空間原子レベル同定技術を確立し、成膜条件と結晶成長表面の定量的な相関を解明した。● 新奇な磁気特性創成をめざし、強磁性酸化物におけるナノワイヤー、ナノドット低次元構造の構築に成功し、磁気特性の次元依存性についての基礎的知見を得ることができた。● レーザーMBEをベースとするコンビナトリアルレーザーMBEおよび超格子製造装置のコンセプトを提案してこれを作製し、原子レベルで制御した多層薄膜のパラレル合成に世界で初めて成功した。また、室温紫外レーザー光の発振を見出したZnOナノドット膜のバンドギャップ制御に、コンビナトリアルレーザーMBE法が極めて有効な手法であることを明らかにした。

Research on the distribution of superconductivity in crystals of high temperature superconducting materials and the upward relationship between superconductivity and results A discussion on the formation and electronic function of thin films of acid compounds "International Workshop on Chemical Desigh and Processing of High-T_c Superconductors IV" by Dr. Karppinen Prof. Schlom, November 12 - 13, 1998 Research cooperation on the synthesis and application of superconducting thin films by the ALE method The main achievement is to pass through the following.● The distribution of particles in a single lattice is successful in the preparation of samples with irreversible magnetic field characteristics due to the synthesis of (Yb,Ca)(Ba,Sr)_2CU_3O_<7-d>and the decrease of T_c. The results of X-ray absorption calculation, uniform distribution, irreversible magnetic field characteristics, and practical material creation have been demonstrated.● Ba-Ca-Cu-O system has the highest critical temperature of 126K. The synthesis of very unstable superconducting materials, the phase of Ba_2Ca_2Cu_3O_y(0223 phase) and the transformation of "water" containing H_5Ba_2Ca_2Cu_3O_y(H-5223 phase) are initially explained. The irreversible magnetic field characteristics of the latter are dominated by the spatial anisotropy of the magnetic field structure.● Complete control of acid bonding, determination of spatial atomic structure of acid surface, determination of film formation conditions and quantitative correlation of crystal growth surface● New magnetic properties creation, ferromagnetic acidizing, successful construction of low-dimensional structures, dimensional dependence of magnetic properties, foundational knowledge MBE and superlattice production devices are proposed for manufacturing and atomic synthesis of multilayer films. In addition, the room temperature ultraviolet light emission is observed. The ZnO film has a very good effect on the emission control. The MBE method has a good effect on the emission control.

项目成果

T.Nakane: "Magnetic-Field Irreversibility in Superconducting Cu(Ba_<0.8>Sr_<0.2>)_2(Yb_<1-x>Ca_x)Cu_2O_<6+z> with Controlled Distribution of Holes" Superconductor Science and Technology. (In press). (1999)

T.Nakane：“具有受控空穴分布的超导 Cu(Ba_<0.8>Sr_<0.2>)_2(Yb_<1-x>Ca_x)Cu_2O_<6 z> 中的磁场不可逆性”超导科学与技术。

T.Ito: "Oxygen Content in High-Pressure Synthesized CuBa_2Ca_3Cu_4O_<10+d>(Cu-1234:P)Superconductor" Physica C. 308. 198-202 (1998)

T.Ito：“高压合成 CuBa_2Ca_3Cu_4O_<10 d>(Cu-1234:P)超导体中的氧含量”Physica C. 308. 198-202 (1998)

H.Yamauchi: "Net Holes and Superconductivity in the Members with n≧3 of Homologous Series,Tl-and Hg-m2(n-1)n" Journal of Superconductivity. 11/1(in press). (1998)

H.Yamauchi：“同系系列 n≧3 中的净孔和超导性，Tl-和 Hg-m2(n-1)n”《超导杂志》11/1（出版中）。

K.Fujinami: "Hole Doping Mechanism and Structural Changes in Cu(Ba0.8Sr0.2)2(Ybl-xCax)Cu2O6+z" Advances in Superconductivity X. (in press). (1998)

K.Fujinami：“Cu(Ba0.8Sr0.2)2(Ybl-xCax)Cu2O6 z 中的空穴掺杂机制和结构变化”超导 X 的进展（正在出版）。

H.Suematsu: ""Large-Area TEM"Observation of the Distribution of Y-211 Particles in YBCO Superconductors Melt-Grown under Varying Oxygen Pressure" Advances in Superconductivity X. (in press). (1998)

H.Suematsu：“在不同氧压下熔融生长的 YBCO 超导体中 Y-211 粒子分布的“大面积 TEM”观察”超导 X 的进展（正在出版）。