1989 Fiscal Year Annual Research Report
高温超伝導体の結晶成長、相変化および特性の相互関連の研究
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63420052
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小松 啓 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00108565)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮下 哲 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00219776)
井上 哲夫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60005923)
林 成行 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80005868)
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| Keywords | Bi系酸化物超伝導体 / 高TcBi系酸化物単結晶 / Bi系酸化物の熱的安定域 / 123相単結晶の高Tc化 / フラックス成長法 / 微分干渉顕微鏡 / 位相差顕微鏡 / 双晶 |
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| Research Abstract |
1.Bi系酸化物超伝導体の安定領域と単結晶育成
Bi_2Sr_2Ca_<x-1>Cu_xO_<2x+4>(x=1、2、3)の単結晶を自己フラックス法で徐冷により液相から晶出させることに成功した。
(1)低Tc相(Tc【similar or equal】80K)の
鉛を添加しないで、一辺5mmの板状晶(Bi_<3.3>Sr_2Ca_2Cu_<2.7>)を得た。偏光顕鏡観察で、消光の特徴を調べ、単結晶の大きさを推定し、成長模標の解析から二次元核成長を確認した。電気抵抗、X線振動写真により、低Tc相であることを確かめた。
(2)高Tc相(Tc【similar or equal】110K)の
高Tc相の焼結体を合成し、酸素分圧1/13気圧下で、その熱的安定領域を調べた。その結果、安定域は830°〜840℃で、870℃で分解溶融することがわかった。その時、SrーCaーCuからなる針状晶と液相に分解しこの液から低Tc相が晶出した。870℃で半溶融部分から、高Tc相を含んだ結晶が得られた。これらの知見をもとにし、仕込組成4:3:3:4で空気中870℃、100時間の熱処理により、高Tc相単結晶(最大0.7×0.5×0.05mm)の良質単相体を得た。電気抵抗測定により、オンセット110K、ゼロ抵抗が98Kであることを確認した。
2.GdBa_2Cu_3O_<7ー8>単結晶の良質化処理
自己フラックス法で徐冷により、ミリサイズの単結晶を得た。これらのTcを最高93K、ΔTc=0.5Kにまで良質化する処理法を確立した。
3.“123相"単結晶の光学的評価法
高温超伝導体の観察にはノマルスキ-型微分干渉顕微鏡が多用されている。しかし、これは偏光による干渉色を利用するため、結晶自体の光学異方性による像と、表面微形態による像とが重複して見える。位相差顕微鏡の併用により、この2つの像を分離できることを見出した。
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[Publications] H.Komatsu: "Discrimination between Topographic and Optical Anisotropic Features in High Tc Superconductiong Crystals" J.Materials Science Letters. 8. 505-506 (1989)
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[Publications] Y.Suzuki: "Synthesis and Decomposition of the HighーTc Phase of a PbーDoped BiーSrーCaーCuーO Superconductor" Japanes Journal of Applied Physics. 28. L1382-L1384 (1989)
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[Publications] S.Hayashi: "Growth and Characterization of RBa_2Cu_3O_7ーdelta(R=Er or Gd)Single Crystals" Proc.3rd Topical Meeting on Crystal Growth Mechanism,Tokyo(1990)107ー110. 3. 107-110 (1990)
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[Publications] T.Inoue: "A Method for Improving Superconductivity in Plate Crystals of DyBa_2Cu_3Oy" Proceedings of the 9th International Conference on Crystal Growth,Sendai(1989),to be published. (1990)
