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本研究では、層状Bi系化合物の一つである高温超伝導体Bi-2212への陽イオンインターカレーションを行い、試料の還元処理効果が諸特性に与える影響を検討した。還元処理は、安息香酸含有アセトンを電解質とした溶液中で試料を電気化学的に処理することによって行われた。この検討を通して得られた知見を以下に要約する。
1.還元処理前に76K程度であったTcは処理後に90K程度まで向上することを見出した。
2.処理時間が同じである場合、より大きな電圧を印加した場合の方がTc向上効果は大きかった。
3.安息香酸含有アセトン中で還元されたBi-2212は、窒素アニール処理還元されたBi-2212とは異なる熱的安定性を示すことが明らかになった。
4.熱重量分析の結果から、安息香酸含有アセトン中で還元されたBi-2212は400℃から600℃にかけて特異的に重量増加の挙動を示すことがわかった。その重量増加は雰囲気中に存在する酸素が取り込まれたためと判断された。
これまでの検討によれば、本研究で検討した還元処理法をBi-2212に対して施すと、電解質溶液からプロトンあるいは何らかの陽イオンが導入されるのではないかと推測されるが、現在のところその還元反応機構の詳細は明らかでなく、今後のより詳細な検討の必要性が示唆された。また、陽イオンインターカレーションを検討した結果、銀とヨウ素が包蔵された新規な層状Bi系化合物が形成されることを見出した。
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