アクチニド系超電導体の開発(III)LnBa2Cu3O7-y超電導体のU置換による超電導特性の変化とUのイオン半径(Ln:Rare Earth and Y)

加藤 正人

PNC TN8410 90-079, 32 Pages, 1990/08

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90K級の臨界温度を有するLnBa/SUB2/CuSUB3/O/SUB7-y(Ln:希土類及びY)は、Lnサイトに多くの希土類元素を置換できる。各Ln元素系の超電導体とUの置換体を合成し、各系の特性の変化とUの置換効果を調べた。LnBa/SUB2/Cu/SUB3/O/SUB7-yとLn/SUB0.8/U/SUB0.2/Ba/SUB2/Cu/SUB3/O/SUBy(Ln:La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y)を固相反応法で合成した。各試料の超電導性、構造に関する特性、及び酸素などの組成比を調べた。Ce,Pr,Tb,Luを除く系で超電導体で合成することができた。Ln元素が大きな系ほど、格子定数が大きくなり酸素が欠損しやすくなる。これまで、酸素欠損量が多い程、臨界温度が下がることが報告されているが、本研究においても欠損量が多い程、臨界温度が下がる傾向にある。U置換体は、いずれの系も第2相が現われたが、Gd,Eu,Sm,Nd系で第2相は減少し、Uの固溶量はEPMA分析よりLnサイトに3%である。このように、各系の超電導特性、結晶構造、組成比など諸特性が、Ln元素のイオン半径との間によい相関があることがわかった。これらの結果、Lnサイトに存在しうる元素は、+3価を安定にとり、そのイオン半径が1.0450.866Aである。また、Uは、Lnサイトへの固溶量が3%であり、そのイオン半径は0.930.96Aである。