新しい複合酸化物超伝導体の探索と単結晶育成

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63631505
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福田 承生 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30199236)
• 研究分担者: 大森 守 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30005954) ; 細谷 正一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30124621) ; 宍戸 統悦 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50125580)
• キーワード: フラックス法 / 自己フラックス / KClフラックス / 赤外線集中加熱FZ法 / 酸素分圧制御 / 電気・磁気特性

研究概要

フラックス法、FZ法を駆使し酸化物超伝導体および周辺化合物の単結晶の成長を行った。フラックス法で得られた結果から述べる。溶質の調製を入念に行い系外のKC1フラックスとしてBi_2Sr_2CaCu_2O_xの良質単結晶を得た。この場合の単結晶は薄板状であり表面が平滑で91±2Kで超伝導転移した。マイスナー効果を示す体積はほぼ100%であった。自己フラックスCuOを用いて得たBi_2Sr_2CaCu_2O_x単結晶は83±2Kで超伝導転移した。この方法で得た単結晶はパルク状で低温比熱(1.5K〜10K)の測定を行うことができた。CuOまたはPbO_2をフラックスとして稀土類系超伝導体の周辺化合物の一種である白金を含む斜方晶系の新化合物Ln_2Ba_2CuPtO_8(Ln=Er, Ho,Y)を初めて合成した。結晶構造に注目するとCu,O,Ptで形成される一次元鎖がb軸に並行する形で存在している。磁気的性質、電気的性質を測定した。FZ法では関連物質である層状ペロブスカイト型構造を有するLa_2MO_4(M=Co,Ni,Cu)酸化物に注目し、育成時のpO_2制御による良質結晶成長の条件を検討した。さらに酸素ストイキオメトリー、他元素のドーピングによる構造、電気磁気的挙動を調べた。その結果La_2MO_4型酸化物の安定成長条件はM元素の相違によって各々異なり、雰囲気酸素分圧に強く依存することが判明した。La_2NiO_<4+δ>ではlog pO_2=0〜2の範囲でほぼ一致溶融的にtetragonal単結晶が得られた。La_<2-x>Sr_xNiO_<4+δ>、La_<2-x>Ce_xNiO_<4+δ>大型結晶も得られた。La_2CoO_<4+δ>ではlog=pO_2=-2〜-8において三種の異なる結晶構造を有する単結晶が得られた。La_2CuO_4:SrではpO_2=0.5において融帯安定移動が可能であることが見いだされる。部分的に単結晶領域が得られた。上記の結晶群を用いてX線及び中性子回折による結晶おび磁気構造の温度依存性、酸素分圧制御下での焼鈍による電気磁気特性の変化等が調べられた。

研究成果

• [文献書誌] T. Shishido: Jpn J.A.P.27. L1926-L1928 (1988)
• [文献書誌] K. Ukei: Acta Cryst.C44. 958-959 (1988)
• [文献書誌] T. Shishido: Jpn. J. A. P.
• [文献書誌] Y. Saito: Acta Cryst. C.
• [文献書誌] Y. Saito: J. Crystal Growth.
• [文献書誌] T. Sasaki: Proceeding of the International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity, Stanford University, USA,.
• [文献書誌] N. Toyota: J. Phys. Soc. Jpn.
• [文献書誌] Y. Saito: Acta Cryst. C.
• [文献書誌] T. shishido: J. Crystal Growth.
• [文献書誌] T. Takahashi: Nature. 334. 691-692 (1988)
• [文献書誌] T. Takahashi: Phys. Rev. B.
• [文献書誌] M. Omori: Solid State commun.
• [文献書誌] S. Hosoya: J. C. G.
• [文献書誌] S. Hosoya: J. C. G.
• [文献書誌] 宍戸: "笛木、北沢編 酸化物超伝導体の化学" 講談社, 50-52 (1988)
• [文献書誌] 細谷: "笛木、北沢編 酸化物超伝導体の化学" 講談社, 135-138 (1988)