低温合成法による高温超伝導体の作製と新超伝導物質の探索

低温合成高温超导体及寻找新型超导材料

• 批准号: 09875002
• 负责人: 小池 洋二
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875002/
• 关键词: 低温合成; 複合金属水酸塩; 高温超伝導; 無限層超伝導体

通常の固相反応法により、約1000℃の高温で焼成して得たSr_2CuO_<3+y>の過剰酸素量はy〜0であるが、複合金属水酸化物 Sr_2Cu(OH)_6を約400℃という低温で焼成するとy〜0.1の相が得られる。また、Ba_2CuO_<3+y>薄膜を350℃以下の低温でオゾン酸化すると、過剰酸素が導入されて超伝導を示す.そこで、複合金属水酸化物(Sr_<1-x>Ba_x)_2Cu(OH)_6を合成し、600℃以下の低温で焼成することにより、過剰酸素が導入された(Sr_<1-x>Ba_x)_2CuO_<3+y>を合成することを試みた。まず、前駆体(Sr_<1-x>Ba_x)_2Cu(OH)_6を合成した。Cu(NO_3)_2水溶液に高濃度NaOH水溶液を加え、その後、Sr(OH)_2+Ba(OH)_2混合水溶液を加えた.複合金属水酸塩は沈殿物として得られ、粉末X線回折の結果、Baが系統的に置換されていることがわかった。次に、得られた前駆体(Sr_<1-x>Ba_x)_2Cu(OH)_6を酸素、または窒素中で12時間、様々な温度(200-600℃)で焼成し、粉末X線回折により相を同定した。300℃以下ではアモルファスであったが、400℃という低温で(Sr_<1-x>Ba_x)_2CuO_<3+y>が得られた。過剰酸素量がy〜0,〜0.1,〜0.3の3つの相が存在し、焼成温度が低温になるほど、また、Ba量が増えるほど、過剰酸素が導入されることがわかった。これは、低温ほど酸素のイオン半径が小さくなり、また、イオン半径の大きなBaが増えるほど酸素は金属イオンに配位しやすくなるためと考えられる.すべての試料で超伝導転移は観測されなかった。まだ、過剰酸素量が足りないと考えられ、さらに低温での合成が必要とされる。この合成法は、複合金属水酸化物前駆体の合成が難しいが、OH基が低温で遊離するため、また、陽イオンが原子レベルでミクロに混合されているため、400℃という低温での試料合成が可能であることがわかった。

Sr_2CuO_<3+y> and Sr_2Cu(OH)_6 are obtained by sintering at about 1000℃ and sintering at about 400℃. Ba_2CuO_<3+y> thin films can be acidified at low temperatures below 350℃, and the introduction of peroxins into the films can be demonstrated. (Sr_<1-x>Ba_x)_2Cu(OH)_6 was synthesized by sintering at 600℃ or <1-x>lower. (Sr_<1-x>Ba_x)_2Cu(OH)_6 was synthesized. Cu(NO_3)_2 aqueous solution with high concentration of NaOH aqueous solution, Sr(OH)_2+Ba(OH)_2 mixed aqueous solution. Complex metal hydroxide is a kind of compound that can be used as a substitute for Ba system in X-ray diffraction. In the second place, the precursor (Sr_<1-x>Ba_x)_2Cu(OH)_6 was obtained, and the acid content and the temperature of the precursor (Sr_Ba_X)_2Cu (OH)_6 were determined. (Sr_<1-x>Ba_x)_2CuO_&lt;3+y&gt; was obtained at 300℃ and 400℃ respectively. The amount of peracid is y ~ 0,~ 0.1,~ 0.3, and the phase exists, the firing temperature is low, the Ba amount is high, and the peracid is introduced. The radius of the acid element at low temperature is small, and the radius of the acid element is large. The sample was transferred to the test room. The amount of acid in the mixture is sufficient for the synthesis at low temperature. This synthesis method is difficult to synthesize the precursor of complex metal hydrate. OH group is free at low temperature. It is possible to synthesize the sample at low temperature at 400℃.

项目成果

M.Kato: "Li-Intercalation into the Bi-Based Oxychlarides with Layered Structures" Transactions of the Materials Research Society of Japan. (印刷中). (1999)

M. Kato：“Li-Intercalation into the Bi-Basexychlarides with Layered Structures”，日本材料研究学会会刊（1999 年出版）。

M.Kato: "Low-temperature synthesis of Sr_<1-x>Ca_xCuO_2 from hydroxide precursor" Solid State Ionics. 108・1-4. 275-281 (1998)

M.Kato：“从氢氧化物前体低温合成 Sr_<1-x>Ca_xCuO_2”固体离子学 108・1-4（1998）。

M.Kato: "Low-temperature synthesis of Sr_<1-x>Ca_xCuO_2 from hydroxide precursor" Solid State Ionics. (印刷中). (1998)

M. Kato：“从氢氧化物前体低温合成 Sr_<1-x>Ca_xCuO_2”（Solid State Ionics）（出版中）。