JPH0772086B2 - Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0772086B2 JPH0772086B2 JP63213536A JP21353688A JPH0772086B2 JP H0772086 B2 JPH0772086 B2 JP H0772086B2 JP 63213536 A JP63213536 A JP 63213536A JP 21353688 A JP21353688 A JP 21353688A JP H0772086 B2 JPH0772086 B2 JP H0772086B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting oxide
- thick film
- oxide
- based superconducting
- phase
- 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
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］ この発明は結晶の配向したBi-Sr-Ca-Cu-O系超電導酸化
物の厚膜を基板上に製造する方法に関する。
物の厚膜を基板上に製造する方法に関する。
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
（電気抵抗が０となる絶対温度、以下TC）が約90KのY-B
a-Cu-O系の超電導酸化物の報告（Phys.Rew.Lett.58（19
87）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。
酸化物が報告（Phys.B64（1986）189）されてから、TC
（電気抵抗が０となる絶対温度、以下TC）が約90KのY-B
a-Cu-O系の超電導酸化物の報告（Phys.Rew.Lett.58（19
87）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相をいかに多くの晶出
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-C
u-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.Ap
pl.Phys.27（1988）L1041）した。
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相をいかに多くの晶出
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-C
u-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.Ap
pl.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さ厚膜を基板上に形
成した製品を開発することが望まれていた。
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さ厚膜を基板上に形
成した製品を開発することが望まれていた。
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。
薄膜を基板上に形成する方法としては、Bi-Sr-Ca-Cu-O
系超電導酸化物のペーストをMgO単結晶（100）面に印刷
し熱処理する方法が報告（Jpn.J.Appl.Phys.27（1988）
L649）されているがTCは80K程度である。
系超電導酸化物のペーストをMgO単結晶（100）面に印刷
し熱処理する方法が報告（Jpn.J.Appl.Phys.27（1988）
L649）されているがTCは80K程度である。
また、Bi-Sr-Ca-Cu-O系の超電導酸化物の急冷によりア
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.Appl.P
hys.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。
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.Appl.P
hys.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TCが高く、結晶の配向したBi-Sr-Ca-Cu-O系超
電導酸化物の厚膜の製造方法を提供することを目的とす
る。
電導酸化物の厚膜の製造方法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Bi-Sr-Ca-Cu-O系および必要に応じCdまたはPb
の酸化物をふくむ粉体を仮焼、粉砕、成形した物体を融
解、急冷凝固してアモルファス化した、あるいはアモル
ファスを含む薄片を製造し、該薄片を基板上で800℃〜8
90℃で熱処理することを特徴とする。
の酸化物をふくむ粉体を仮焼、粉砕、成形した物体を融
解、急冷凝固してアモルファス化した、あるいはアモル
ファスを含む薄片を製造し、該薄片を基板上で800℃〜8
90℃で熱処理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。本発明に用いる
超電導酸化物はアモルファス化しやすいBi-Sr-Ca-Cu-O
系超電導酸化物であり、これにCd酸化物を含むものであ
る。Bi-Sr-Ca-Cu-O系超電導酸化物は高TC相としてBi2Sr
2Ca2Cu3OY相が、TCの低い相としてBi2Sr2CaCu2OY相、ま
たはBi4Sr3Ca3Cu4OY相があるといわれている。このよう
にBi-Sr-Ca-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
よりさらに低温側に移行するとともに、TC（on set）か
らTC（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、T
C（end）107Kの値のものが得られている。
超電導酸化物はアモルファス化しやすいBi-Sr-Ca-Cu-O
系超電導酸化物であり、これにCd酸化物を含むものであ
る。Bi-Sr-Ca-Cu-O系超電導酸化物は高TC相としてBi2Sr
2Ca2Cu3OY相が、TCの低い相としてBi2Sr2CaCu2OY相、ま
たはBi4Sr3Ca3Cu4OY相があるといわれている。このよう
にBi-Sr-Ca-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
よりさらに低温側に移行するとともに、TC（on set）か
らTC（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、T
C（end）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
３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
３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TCの高いBi-Sr-Ca-C
u-O系超電導酸化物の厚膜を基板上に作る方法を検討し
た。その結果、Bi-Sr-Ca-Cu-O系超電導酸化物をまず急
冷凝固によりアモルファス化したまたはアモルファスを
含む薄片を製造し、この薄片を基板上で熱処理する方法
を見出した。すなわち、Bi-Sr-Ca-Cu-O系超電導酸化物
を高TC相であるBi2Sr2Ca2Cu3OYになるようにBi2O3,CaCo
3,CuO,SrCO3,PbOおよびCdOの粉体を配合し、よく混合し
てから空気中で800℃で仮焼する。これを粉砕し、CIPに
よりサンプルを成形する。このサンプルを組成が蒸発等
により変動しないようにできるだけ早く融解して急冷凝
固することが望ましい。例えばサンプルはCIPで棒状に
成形し、この棒の先端をキセノンあるいはハロゲンラン
プを用いたアークイメージ炉で急速融解し、滴下した融
液を回転する双ローラーあるいは片ローラーで急冷凝固
する。
u-O系超電導酸化物の厚膜を基板上に作る方法を検討し
た。その結果、Bi-Sr-Ca-Cu-O系超電導酸化物をまず急
冷凝固によりアモルファス化したまたはアモルファスを
含む薄片を製造し、この薄片を基板上で熱処理する方法
を見出した。すなわち、Bi-Sr-Ca-Cu-O系超電導酸化物
を高TC相であるBi2Sr2Ca2Cu3OYになるようにBi2O3,CaCo
3,CuO,SrCO3,PbOおよびCdOの粉体を配合し、よく混合し
てから空気中で800℃で仮焼する。これを粉砕し、CIPに
よりサンプルを成形する。このサンプルを組成が蒸発等
により変動しないようにできるだけ早く融解して急冷凝
固することが望ましい。例えばサンプルはCIPで棒状に
成形し、この棒の先端をキセノンあるいはハロゲンラン
プを用いたアークイメージ炉で急速融解し、滴下した融
液を回転する双ローラーあるいは片ローラーで急冷凝固
する。
このようにして得られたアモルファス化したまたはアモ
ルファスを含む急冷凝固薄片を基板上で800℃〜890℃で
熱処理を行なう。基板はMgO,SrTiO3,ZrO2等の酸化物の
単結晶あるいはAg,Pt等の金属、Siなどの半導体のいず
れを用いてもよい。第１図に示したようにこのアモルフ
ァス化した薄片（第１図（ａ）は800℃付近で高TC相が
生成する（第１図（ｄ））。また890℃を超えると、こ
の薄片は溶融してしまい形状を保持しえないため望まし
くない。
ルファスを含む急冷凝固薄片を基板上で800℃〜890℃で
熱処理を行なう。基板はMgO,SrTiO3,ZrO2等の酸化物の
単結晶あるいはAg,Pt等の金属、Siなどの半導体のいず
れを用いてもよい。第１図に示したようにこのアモルフ
ァス化した薄片（第１図（ａ）は800℃付近で高TC相が
生成する（第１図（ｄ））。また890℃を超えると、こ
の薄片は溶融してしまい形状を保持しえないため望まし
くない。
同様に、Bi2Sr2Ca1.8Cd0.2Cu3OY系においても第２図
（ａ）に示したようにCaOの結晶を含む大部分がアモル
ファス化した薄片では800℃以上で高TC相の生成が見ら
れた（第２図（ｂ））。
（ａ）に示したようにCaOの結晶を含む大部分がアモル
ファス化した薄片では800℃以上で高TC相の生成が見ら
れた（第２図（ｂ））。
これらの相はSEM観察の結果いずれも結晶が配向してお
り、この方法により基板上に結晶の配向した超電導酸化
物相を得ることができる。このようにして得られたBi2S
r2Ca2-XCdXCu3OY超電導酸化物厚膜のTCはｘ＝0.2で84
K、ｘ＝0.4で87Kのものがえられた。
り、この方法により基板上に結晶の配向した超電導酸化
物相を得ることができる。このようにして得られたBi2S
r2Ca2-XCdXCu3OY超電導酸化物厚膜のTCはｘ＝0.2で84
K、ｘ＝0.4で87Kのものがえられた。
［実施例］ Bi2O3,CaCO3,CuO,SrCO3,PbOおよびCdOをBi0.7Pb0.3SrCa
Cu1.8OY,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150mm
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３図（ａ）に示した。この図からも明らかにように、
Bi2Sr2Ca2-XCdXCu3OY系では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。
Cu1.8OY,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150mm
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３図（ａ）に示した。この図からも明らかにように、
Bi2Sr2Ca2-XCdXCu3OY系では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系超電導酸化物を急冷凝固によりアモル
ファス化した薄片を製造し、この薄片を基板上で熱処理
することにより、結晶の配向した超電導酸化物の厚膜を
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。
ファス化した薄片を製造し、この薄片を基板上で熱処理
することにより、結晶の配向した超電導酸化物の厚膜を
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、第２図は組成のことなるBi-Sr-Ca-Cu-O系超電
導酸化物の熱処理前後のＸ線回析結果、第３図はBi2Sr2
Ca2-XCdXCu3OYにおけるｘ＝0.2のときとBi0.7Pb0.3SrCa
Cu1.8OYの電気抵抗の変化を示した図である。
導酸化物の熱処理前後のＸ線回析結果、第３図はBi2Sr2
Ca2-XCdXCu3OYにおけるｘ＝0.2のときとBi0.7Pb0.3SrCa
Cu1.8OYの電気抵抗の変化を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項１】Bi-Sr-Ca-Cu-O系およびCd酸化物を含む粉
体を仮焼、粉砕、成形した物体を融解、急冷凝固してア
モルファス化した、またはアモルファスを含む薄片を製
造し、該薄片を基板上で800℃〜890℃で熱処理すること
を特徴とするBi2Sr2Ca2-XCdXCu3OY系（ただし、ｘ＝0.2
〜0.4）超電導酸化物厚膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213536A JPH0772086B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213536A JPH0772086B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264019A JPH0264019A (ja) | 1990-03-05 |
| JPH0772086B2 true JPH0772086B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=16640815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63213536A Expired - Lifetime JPH0772086B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772086B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2507890B2 (ja) * | 1989-01-23 | 1996-06-19 | 科学技術庁無機材質研究所長 | ビスマス系超伝導セラミック厚膜の製造法 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP63213536A patent/JPH0772086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0264019A (ja) | 1990-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0339801B1 (en) | Superconductive ceramics laminates and method for production thereof | |
| CA1341616C (en) | High-temperature oxide superconductor | |
| EP0277749A2 (en) | Oxide-superconductor | |
| KR920000285B1 (ko) | 고 Tc 산화물계 초전도체 및 그 제조방법 | |
| US5032570A (en) | Method for producing ceramic superconducting material using intermediate products | |
| KR970002894B1 (ko) | 초전도 산화 금속 조성물 | |
| JPH0772086B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物厚膜の製造方法 | |
| Kurian et al. | Bi (2223) thick films (TC (0)= 109K) on Ba2GdNbO6: a new perovskite ceramic substrate for BSCCO superconductor | |
| Abd-Shukor et al. | Formation and superconductivity of Pr and Nd-substituted Tl-1212 phase Tl0. 85Cr0. 15) Sr2CaCu2O7 | |
| 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 | |
| JPH075312B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導酸化物 | |
| US5126321A (en) | Preparation of Bi-Sr-Ca-Cu-O superconductors from oxide-glass precursors | |
| US5378682A (en) | Dense superconducting bodies with preferred orientation | |
| JP2588200B2 (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| KR0152058B1 (ko) | 초전도성 금속 산화물 조성물,그의 제조방법 및 용도 | |
| Upadhyay et al. | Microstructures and the role of Pb in doped Bisrcacuo superconductor | |
| US5399312A (en) | Method for fabricating high-jc thallium-based superconducting tape | |
| JP3021639B2 (ja) | 好適な配向状態の稠密超伝導体 | |
| JP2523928B2 (ja) | 酸化物超伝導体およびその製造方法 | |
| JPH0745357B2 (ja) | 超電導繊維状単結晶およびその製造方法 | |
| JPH04292420A (ja) | 超伝導性化合物及びその調製方法 | |
| JPH01201060A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| Liang et al. | The relation between superconductivity and crystal structure of Tl-Ba-Ca-Cu-O system | |
| US5169830A (en) | Superconducting material | |
| Vance | High-Tc superconductors—ceramic precursor development status |