銅酸化物系超伝導体

　　水銀を冷やすと，４．２Ｋ付近で電気抵抗がゼロになることがオランダのKamerlingh Onnesによって発見されたのは１９１１年のことです。それ以来，金属や合金を中心に，超伝導現象が観察されました。１９８６年になって，酸化物固体がそれまで知られていたどの超伝導体よりも高い超伝導転移温度（Ｔｃ）を持つことがＩＢＭチューリヒ研究所のBednorzとMullerによって見出され，世界中で注目を集めました。高温超伝導の時代の幕開けです。彼らが発見した超伝導体の化学組成は（これは後になって分かったのですが）
La2-xBaxCuO4
というものです。希土類であるLa，アルカリ土類であるBa，遷移金属であるCuの各陽イオンと，酸素の陰イオンとが化学結合してできたイオン結晶固体です。この物質のＴｃは３０Ｋぐらいですが、その後世界中の研究者たちがより高いＴｃを持つ物質を発見しようと競いました。このとき力を発揮したのが「化学置換」と言われる手法です。酸化物結晶の陽イオンの部分を他の元素で置き換え，超伝導特性がどのように変化するかが丹念に調べられました。その結果，次々と新しい高温超伝導体が発見されたのです。

La2CuO4という物質は絶縁体です。ところがLa（３価の陽イオン）の一部をBa（２価の陽イオン）に置換すると電気が流れるようになり，最適量の置換で超伝導体になります。これは、置換により固体のエネルギーバンドが変化するとともに，電気の流れをになう電荷担体（電子あるいは正孔）が生じるためです。現在，高温で超伝導を示す物質はすべて銅の酸化物をベースにしており，銅酸化物系超伝導体とも呼ばれます。

種類	メモ
YBa2Cu3Oy	Ｔｃ=９０Ｋ，１９８７年
Bi2Sr2Ca2Cu3Oy	Ｔｃ=１１０Ｋ，１９８８年
Tl2Ba2Ca2Cu3Oy	Ｔｃ=１２５Ｋ，１９８８年
Hg2Ba2Ca2Cu3Oy	Ｔｃ=１３５Ｋ，１９９３年

◆　応用分野

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