高圧合成法による新超伝導体の探索と物性

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04240227
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉川 信一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (10127219)
• 研究分担者: 加藤 奈美江 大阪大学, 産業科学研究所, 教務職員 (40243266) ; 金丸 文一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40029848) ; 高橋 昌男 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (00188054)
• キーワード: 高温超伝導 / 無限層構造 / 高圧合成法 / ゾル-ゲル法 / 中性子回折 / EXAFS

研究概要

高圧合成法を用いて我々が始めて合成に成功した電子ドープ型無眼層超伝導体(Sr,La)CuO_2について、基本となる結晶構造は明らかであるが、超伝導性の出現機構との関連においてその局所構造には不明な点が多かった。本年度はまずX線吸収スペクトル(XAS)および電子エネルギー損失スペクトル(EELS)によって、上記の新超伝導体はホールドープ型ではなく、電子ドープ型であることが確認された。従来からの非超伝導性無限層化合物に関してのバンド計算や中性子回折の実験から、無限層構造中の酸素位置がCuO_2導電面上からC軸方向に少し変位している可能性が指摘されていた。本研究でも中性子回折およびEXAFで調べたが、室温では酸素位置に関して異常は見つからなかった。しかし低温での測定ではEXAFSによる酸素の温度因子がTc以下で大きくなる可能性が見つかった。またラマン分光法でもLa^<3+>をドープすることによって新らたに現われる150cm^<-1>付近の吸収強度が、測定温度によって変化することが見出された。これらのデータを十分に集積することにより、電子ドープ系超伝導の発現機構をかなり明らかにできると考えている。高圧下で合成できる試科量は大変少なく、また均一性を保つことも容易ではない。本研究では原料の混合を均一にするためにゾル-ゲル法を用い常圧下で無限層超伝導体を合成する可能性についても検討した。金属酢酸塩を原料とし酒石酸で滴定する方法によって、酸化物原料混合粉からの合成が困難なCa_<1-x>CuO_2を容易に合成でき、Ca^<2+>のNa^+への部分置換も可能であった。Ca_<1-x>SrxCuO_2非超伝導無陸層化合物はゾル-ゲル法で合成しても生成域は0.09 【less than or equal】 X 【less than or equal】 と従来法による結果と大差はなかった。Na^+やK^+による部分置換も試みた。これらの生成物では弱い反磁性の観察される場合があった。

研究成果

• [文献書誌] 鄂 剛,吉川 信一,金丸 文一,宮本 欽生,吉岡 秀樹,元山 宗之: "無限層Sr_<1-x>LaxCuO_2の高圧合成と超伝導性" 粉体および粉末冶金. 39. 341-344 (1992)
• [文献書誌] S.Kikkawa,F.Kanamaru and S.Hashiguchi: "Compatihle materials with YBaX_2CuX_3Oy" J.Mater.Sci:Lett.11. 9-10 (1992)
• [文献書誌] G.Er,S.Kikkawa,F.Kanamaru,Y.Miyamoto,S.Tanaka,M.Sera,M.Sato,Z.Hiroi,M.Takano etel: "Structural,electrical and maghetic studies of infinite-layerad SrX_<1-x>LaxCuOX_2 superconluctor" Physica C. 196. 271-275 (1992)
• [文献書誌] 山口 貴生,吉川 信一,高橋 昌男,金丸 文一,吉岡 秀樹,元山 宗之: "T'型214相超伝導体における希土類置換効果" 粉体および粉末冶金. 39. 727-730 (1992)
• [文献書誌] 吉川 信一,鄂 剛,加藤 奈美江,金丸 文一: "無限層Sr_<1-x>LaxCuO_2の超伝導性とゾル-ゲル法によるCaCuO_2の合成" 粉体および粉末冶金. 40. 175-178 (1993)
• [文献書誌] S.Kikkawa,G.Er,H.Yoshioka,F.Kanamaru: "High Pressure Syntheses of High Tc Superconductors" Proc.Int.Conf.6th Ferrite.