JPH075312B2 - Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物 - Google Patents
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物Info
- Publication number
- JPH075312B2 JPH075312B2 JP63213537A JP21353788A JPH075312B2 JP H075312 B2 JPH075312 B2 JP H075312B2 JP 63213537 A JP63213537 A JP 63213537A JP 21353788 A JP21353788 A JP 21353788A JP H075312 B2 JPH075312 B2 JP H075312B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting oxide
- phase
- based superconducting
- oxide
- thick film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はアモルファス状のBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化
物から製造した高Tc（電気抵抗が０になる絶対温度、以
下Tc）の厚膜超電導酸化物に関する。
物から製造した高Tc（電気抵抗が０になる絶対温度、以
下Tc）の厚膜超電導酸化物に関する。
なお、厚膜とは10μｍ以上の厚みを持った膜である。
［従来の技術］ BednorzおよびMullerによりLa−Ba−Cu−Ｏ系の高温超
電導酸化物が報告（Phys.B64（1986）189）されてか
ら、Tcが約90KのＹ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導酸化物の報
告（Phys.Rew.Lett.58（1987）908）かなされるにおよ
んで高温超電導酸化物の開発競争が熾烈をきわめてい
る。
電導酸化物が報告（Phys.B64（1986）189）されてか
ら、Tcが約90KのＹ−Ba−Cu−Ｏ系の超電導酸化物の報
告（Phys.Rew.Lett.58（1987）908）かなされるにおよ
んで高温超電導酸化物の開発競争が熾烈をきわめてい
る。
さらにまた、最近になってBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系のTc約
105Kを有する新高温超電導酸化物が報告（J.Appl.Phys.
27（1988）L209）された。しかしながら、このBi−Sr−
Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物にはTcが105Kの酸化物と75K
の酸化物の２つの相を持っており、この高Tc相をいかに
多く晶出させるかがこのBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の超電導
酸化物の課題である。この課題を解決するために高野等
はBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物のBiの１部をPbに
置換することにより高Tc相の比率が急激に増加すること
を報告（Jpn.J.Appl.Phys.27（1988）L1041）した。
105Kを有する新高温超電導酸化物が報告（J.Appl.Phys.
27（1988）L209）された。しかしながら、このBi−Sr−
Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物にはTcが105Kの酸化物と75K
の酸化物の２つの相を持っており、この高Tc相をいかに
多く晶出させるかがこのBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の超電導
酸化物の課題である。この課題を解決するために高野等
はBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物のBiの１部をPbに
置換することにより高Tc相の比率が急激に増加すること
を報告（Jpn.J.Appl.Phys.27（1988）L1041）した。
一方、上記超電導酸化物は焼結工程で作るバルク材や基
板上に薄膜を形成する方法が盛んに研究されている。バ
ルク材はこの超電導材が酸化物であるため加工性が悪く
所望の形状としにくいこと、気孔を多く含むなどの理由
のためJc（臨界電流密度、以下Jc）が低いという問題点
があり、また薄膜についてはTcがバルク材に比較して低
下するという問題があった。これらの観点からTcを低下
させずに実際に流せる電流値の大きい厚膜を基板上に形
成した製品を開発することが望まれている。
板上に薄膜を形成する方法が盛んに研究されている。バ
ルク材はこの超電導材が酸化物であるため加工性が悪く
所望の形状としにくいこと、気孔を多く含むなどの理由
のためJc（臨界電流密度、以下Jc）が低いという問題点
があり、また薄膜についてはTcがバルク材に比較して低
下するという問題があった。これらの観点からTcを低下
させずに実際に流せる電流値の大きい厚膜を基板上に形
成した製品を開発することが望まれている。
薄膜と厚膜とでは用途が異なり、薄膜では、NIS、SISな
どのジョセフソン接合を利用した超電導素子が中心にな
るのに対し厚膜ではマクロな例えばプリント基板のよう
な回路あるいはテープなどの用途が考えられる。
どのジョセフソン接合を利用した超電導素子が中心にな
るのに対し厚膜ではマクロな例えばプリント基板のよう
な回路あるいはテープなどの用途が考えられる。
また、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系の超電導酸化物は急冷によ
りアモルファス（非晶質、以下アモルファス）化する性
質があり、小松等により急冷厚膜を作る方法（Jpn.J.Ap
pl.Phys.27（1988）L533）が報告されている。しかしな
がらこの方法は基板上に形成するものでないため、この
ままでは実用化は困難であるなどの問題点があった。
りアモルファス（非晶質、以下アモルファス）化する性
質があり、小松等により急冷厚膜を作る方法（Jpn.J.Ap
pl.Phys.27（1988）L533）が報告されている。しかしな
がらこの方法は基板上に形成するものでないため、この
ままでは実用化は困難であるなどの問題点があった。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は基板上に厚膜を形成するに際し、Tcの低下の少
ない超電導酸化物を提供することを目的とする。
ない超電導酸化物を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明はBi2Sr2Ca2Cu3OY組成をもった超電導酸化物にお
いて、CaをCdで置換しBi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY（ただし、
ｘ＝0.2〜0.4）とすることを特徴とする。
いて、CaをCdで置換しBi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY（ただし、
ｘ＝0.2〜0.4）とすることを特徴とする。
［作用］ 以下、本発明について詳細に説明する。Bi−Sr−Ca−Cu
−Ｏ系超電導酸化物は高Tc相としてBi2Sr2Ca2Cu3OY相
が、Tcの低い相としてBi2Sr2CaCu2OY相、またはBi4Sr3C
a3Cu4OY相があるといわれている。このようにBi−Sr−C
a−Cu−Ｏ系超電導酸化物には高Tc相、低Tc相が共存し
ているため原料の配合を高Tc相のBi2Sr2Ca2Cu3OYにあわ
せて焼成しても、電気抵抗が低下し始めるTc（on set）
が変動し、電気抵抗が０となるTc（end）も105Kよりさ
らに低温測に移行するとともに、Tc（on set）からT
c（end）までの温度範囲が広がる傾向がある。先に記載
したように、このような問題点を解決するためにBiの１
部をPbに置換した焼結体でTc（on set）125K、Tc（en
d）107Kの値のものが得られている。
−Ｏ系超電導酸化物は高Tc相としてBi2Sr2Ca2Cu3OY相
が、Tcの低い相としてBi2Sr2CaCu2OY相、またはBi4Sr3C
a3Cu4OY相があるといわれている。このようにBi−Sr−C
a−Cu−Ｏ系超電導酸化物には高Tc相、低Tc相が共存し
ているため原料の配合を高Tc相のBi2Sr2Ca2Cu3OYにあわ
せて焼成しても、電気抵抗が低下し始めるTc（on set）
が変動し、電気抵抗が０となるTc（end）も105Kよりさ
らに低温測に移行するとともに、Tc（on set）からT
c（end）までの温度範囲が広がる傾向がある。先に記載
したように、このような問題点を解決するためにBiの１
部をPbに置換した焼結体でTc（on set）125K、Tc（en
d）107Kの値のものが得られている。
しかしながら、上記組成を有する超電導酸化物をアモル
ファス化した厚膜をMgO単結晶基板上で熱処理すると第
１図の（ｂ）曲線のようにTcが低下し上記のような高Tc
は得られないことが判明した。
ファス化した厚膜をMgO単結晶基板上で熱処理すると第
１図の（ｂ）曲線のようにTcが低下し上記のような高Tc
は得られないことが判明した。
発明者等はこのような知見に基づき種々の合金系につい
て検討した結果、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物の
Caの１部をCdに置換すればTcの高い超電導酸化物厚膜を
基板上に作ることが可能であることを見出した。すなわ
ち、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物に金属原子に対
して１〜９原子％のCdを添加すればよい。Cdの添加率が
９原子％を超えると超電導相が得られず絶縁相となり、
１原子％未満では低Tc相が増加して基板上のBi−Sr−Ca
−Cu−Ｏ系超電導酸化物の厚膜Tcが低下する。最も望ま
しい範囲はBi2Sr2Ca2-xCdxCu3OYにおいてｘ＝0.1〜0.8
とする組成が安定的に高いTcを有する厚膜となる。この
結果の１例を第１図の（ａ）および第２図に示す。
て検討した結果、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物の
Caの１部をCdに置換すればTcの高い超電導酸化物厚膜を
基板上に作ることが可能であることを見出した。すなわ
ち、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物に金属原子に対
して１〜９原子％のCdを添加すればよい。Cdの添加率が
９原子％を超えると超電導相が得られず絶縁相となり、
１原子％未満では低Tc相が増加して基板上のBi−Sr−Ca
−Cu−Ｏ系超電導酸化物の厚膜Tcが低下する。最も望ま
しい範囲はBi2Sr2Ca2-xCdxCu3OYにおいてｘ＝0.1〜0.8
とする組成が安定的に高いTcを有する厚膜となる。この
結果の１例を第１図の（ａ）および第２図に示す。
［実施例］ Bi2O3，CaCO3,CuO,SrCO3,PbOおよびCdOをBi0.7Pb0.3SrC
aCu1.8OY，Bi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY、ｘ＝0,0.2,0.4,0.8,
1.0,1.4,2.0となるように配合し、メノウ乳鉢でメタノ
ールとともに４時間混合し、空気中800℃で12時間仮焼
した。これを粉砕し、CIPにより直径2.5mm径、長さ150m
mの棒状に成形した。この棒の先端をキセノンランプを
用いたアークイメージ炉で融解し、双ローラー（2000rp
m）超急冷して、厚さ約20μｍの薄片試料を得た。この
試料をMgO単結晶の（100）劈開面上に乗せて800℃〜890
℃で熱処理を行ない厚膜を形成した。その結果の１例を
第１図にしめした。この図からも明らかにように、Bi
0.7Pb0.3SrCaCu1.8OY系（第１図（ｂ））ではTcが低い
のに対し、Bi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY系（第１図（ａ））で
はTc（on set）100K以上、ｘ＝0.2でTc（end）84K、ｘ
＝0.4で87Kのものがえられた。Tcが高く良好な超電導性
を示すｘの範囲は0.1〜0.8でｘが1.0を超えると絶縁相
となった。
aCu1.8OY，Bi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY、ｘ＝0,0.2,0.4,0.8,
1.0,1.4,2.0となるように配合し、メノウ乳鉢でメタノ
ールとともに４時間混合し、空気中800℃で12時間仮焼
した。これを粉砕し、CIPにより直径2.5mm径、長さ150m
mの棒状に成形した。この棒の先端をキセノンランプを
用いたアークイメージ炉で融解し、双ローラー（2000rp
m）超急冷して、厚さ約20μｍの薄片試料を得た。この
試料をMgO単結晶の（100）劈開面上に乗せて800℃〜890
℃で熱処理を行ない厚膜を形成した。その結果の１例を
第１図にしめした。この図からも明らかにように、Bi
0.7Pb0.3SrCaCu1.8OY系（第１図（ｂ））ではTcが低い
のに対し、Bi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY系（第１図（ａ））で
はTc（on set）100K以上、ｘ＝0.2でTc（end）84K、ｘ
＝0.4で87Kのものがえられた。Tcが高く良好な超電導性
を示すｘの範囲は0.1〜0.8でｘが1.0を超えると絶縁相
となった。
［発明の効果］ Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物のCaの１部をCdで置
換することにより、基板上に形成した厚膜のTcをTc（on
set）で100K、Tc（end）87Kのものを得ることが可能と
なり、大電流を流せる超電導体素子の開発の可能性が得
られた。
換することにより、基板上に形成した厚膜のTcをTc（on
set）で100K、Tc（end）87Kのものを得ることが可能と
なり、大電流を流せる超電導体素子の開発の可能性が得
られた。
第１図は本発明に係わるBi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY系超電導
酸化物においてｘ＝0.2の場合と比較材の電気抵抗の変
化を示した図、第２図はｘ＝0.4のときの電気抵抗の変
化を示す図である。
酸化物においてｘ＝0.2の場合と比較材の電気抵抗の変
化を示した図、第２図はｘ＝0.4のときの電気抵抗の変
化を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化物におい
て、Bi2Sr2Ca2-xCdxCu3OY（ただし、ｘ＝0.2〜0.4）と
することを特徴とするBi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系超電導酸化
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213537A JPH075312B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213537A JPH075312B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264020A JPH0264020A (ja) | 1990-03-05 |
| JPH075312B2 true JPH075312B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=16640832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63213537A Expired - Lifetime JPH075312B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075312B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2749194B2 (ja) * | 1990-11-29 | 1998-05-13 | 超電導発電関連機器・材料技術研究組合 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の製法 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP63213537A patent/JPH075312B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0264020A (ja) | 1990-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0339801B1 (en) | Superconductive ceramics laminates and method for production thereof | |
| CN1022654C (zh) | 隧道型约瑟夫森器件及其制造方法 | |
| CA1341616C (en) | High-temperature oxide superconductor | |
| US5145831A (en) | High-tc oxide superconductor and method for producing the same | |
| KR970002894B1 (ko) | 초전도 산화 금속 조성물 | |
| US5389603A (en) | Oxide superconductors, and devices and systems comprising such a superconductor | |
| JPH075312B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物 | |
| JP2817048B2 (ja) | スクリーン印刷によるＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の製造方法 | |
| JP2501035B2 (ja) | 超電導薄膜 | |
| JPH0772086B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法 | |
| JP2517085B2 (ja) | 超電導薄膜 | |
| US5378682A (en) | Dense superconducting bodies with preferred orientation | |
| JPH01192758A (ja) | 超伝導セラミックス | |
| JP2569055B2 (ja) | 酸化物超電導体薄膜の作製方法 | |
| JPH04292420A (ja) | 超伝導性化合物及びその調製方法 | |
| JPS63239740A (ja) | 超電導化合物薄膜の製造方法 | |
| JPH10330117A (ja) | 酸化物超電導体、その製造方法及びそれを用いた電流リード | |
| JP3272349B2 (ja) | 超伝導配線の製造方法 | |
| JPH0745357B2 (ja) | 超電導繊維状単結晶およびその製造方法 | |
| JPH01219023A (ja) | 超伝導体薄膜の製造方法 | |
| JP3284010B2 (ja) | 金属酸化物材料及びそれを用いた超伝導デバイス | |
| JPH07100610B2 (ja) | 超電導材料の製造方法 | |
| JP2671881B2 (ja) | 超伝導物質 | |
| Häuser et al. | Study of the Preparation and Properties of YBaCuO-Films | |
| JPS63230524A (ja) | 超伝導性素材 |