JP3613424B2

JP3613424B2 - 酸化物超電導体の製造方法

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Publication number: JP3613424B2
Application number: JP27743696A
Authority: JP
Inventors: 稔田上; シンヤオ; 淳神原; 融塩原; 昭二田中
Original assignee: International Superconductivity Technology Center
Current assignee: International Superconductivity Technology Center
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: EP0834606A3; JPH10101490A; EP0834606A2; US6034036A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高い臨界温度（９０Ｋ以上）を示す超電導特性の優れたＲＥ１２３系酸化物結晶（超電導体）を大気雰囲気下において製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその課題】
近年、臨界温度が液体窒素温度を超える酸化物超電導体の発見によって超電導応用技術がより身近なものとして捕らえられるようになり、高い温度で安定した超電導特性を発揮する材料の開発にしのぎがけずられている。
中でも、１２３系酸化物であるＹ−Ba−Cu−Ｏ系超電導体（Ｙ：Ba：Cuのモル比が１：２：３の酸化物系材料）では、その製造法の工夫によって大きな臨界電流密度を達成することに成功しており、“磁場との相互作用で大きな電磁力を発生することができる超電導体”の力を利用したベアリング，フライホイ−ル，搬送装置等への応用研究が盛んに行われるようになった。
また、Ｙ１２３系酸化物超電導体のほか、種々の希土類元素（ＲＥ：以降、ＲＥはLa ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd の１種又は２種以上を意味するものとする）をＹ（イットリウム）に代わる構成成分としたＲＥ１２３系酸化物においても次々と優れた超電導特性が確認され、これらについてもより優れた超電導体応用設備の開発につながるものとして多方面からの研究がなされている。
【０００３】
ところで、従来、このようなＹ１２３系酸化物超電導体やＲＥ１２３系酸化物超電導体の製造方法としては「フラックス法」や「溶融凝固法」等が多く適用されていた。
なお、「フラックス法」とは、酸化物の混合体からなる原料組成物（フラックス：溶媒）の比較的均一な過飽和溶液（融液）から徐々に温度を下げ、溶解度限を切った溶液から酸化物超電導体結晶を晶出させる方法であり、「溶融凝固法」とは、原料組成物（フラックス）を目的酸化物の包晶温度以上に加熱して固相と液相の混合状態とし、その状態から徐々に温度を下げることによって包晶反応を惹起させ酸化物超電導体結晶を作製する方法である。
【０００４】
また、量産体制に適していて工業的に有利であるとして「ＦＺ法（フロ−ティングゾ−ンメルト法）」，「一方向凝固法」，「結晶引上げ法」といった単結晶育成法の採用も試みられ、量産手段として特に有利であると考えられた「結晶引上げ法」が注目されてもいる。
この「結晶引上げ法」は連続的に単結晶を作製する方法の代表的なもので、るつぼ内に溶融状態で保持した原料組成物の溶液（融液）面に種結晶を浸漬し、溶液／結晶粒界での包晶反応によって種結晶上に超電導単結晶を成長させながら徐々にかつ連続的に溶液から引き上げて酸化物超電導体単結晶を作製する方法である。
【０００５】
なお、図１は、「結晶引上げ法」による単結晶の作製方法を示す概要説明図である。
この「結晶引上げ法」によって例えばＹ１２３系酸化物の単結晶を作製する場合には、イットリア製のるつぼ１（るつぼ材質はマグネシア，アルミナ，安定化ジルコニア等の耐食性に富む耐火材料であればイットリア製に限らない）に溶質となるＹの供給源としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物｛高温相Ｙ_２Ｂａ_１Ｃｕ_１Ｏ_５（Ｙ２１１）の結晶）２を装入し、その上に“Ｂａ：Ｃｕのモル比が一般には３：５（Ｂａ／Ｃｕ＝０．５７）となるように炭酸バリウムと酸化銅を混合し仮焼した溶媒の溶液（融液）”３を満たして液相表面の温度を９６０〜１０１０℃の間に保持し、この液面に耐火材料製の種結晶棒４を近づけ、その先端に取付けた結晶成長の種となるマグネシア単結晶上にプラズマ蒸着法を用いて成膜したＹ１２３の薄膜（種結晶）５を接触させる。次に、種結晶棒４を１００ｒｐｍ程度の回転数で回転させながら上方向に０．２ｍｍ／ｈｒ程度の速度で引き上げると、ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−ｘ結晶５を種として成長したＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−ｘ単結晶６が連続的に引き上げられることとなる。
【０００６】
ＲＥ１２３系酸化物の単結晶を「結晶引上げ法」によって作製する場合も上記Ｙ１２３系酸化物の単結晶を製作する場合とほぼ同様であるが、この場合には当然のことながら種結晶として目的とするＲＥ系酸化物が用いられ、またＲＥ溶質の供給源としては高温相であるＲＥ４２２（RE₄Ba₂Cu₂ Ｏ₁₀）又はＲＥ２１１組成のRE−Ba−Cu−Ｏ系酸化物をるつぼ中に装入するか、あるいは RE₂Ｏ₃ 製のるつぼを使用してＲＥ溶質の供給源とするのが通常である。
【０００７】
しかしながら、前記各方法で作成された１２３系酸化物超電導体は、Ｙ１２３系のものでは比較的良好な超電導性能を示すものの、ＲＥ１２３系のものは十分に高い臨界温度を示さないという問題が指摘されていた。
【０００８】
なお、これは、希土類元素（ＲＥ）のイオン半径が比較的大きくてＢａのイオン半径に近いために、溶融原料を冷却・凝固させて超電導相を生成させる際にＲＥとＢａとの相互置換が起こってしまい、得られるＲＥ１２３結晶の化学組成が狙いとする“ｘの値が０〜０．０５の１２３相の組成から外れることに起因した現象であると考えられた。
【０００９】
即ち、図２はイオン半径の比較的大きいＲＥ（La，Nd，Sm，Pm，Eu，Gd ）を含む酸化物の大気中における「¹／₂RE₂Ｏ₃ −BaＯ−CuＯ三元系状態図」を示しているが、この図２に示されるように、ＲＥ１２３相から右上方へ延びる線に沿った“幅を有する固溶域”が存在している。この固溶域は、大気雰囲気中ではＲＥ１２３相からずれたRE_1+xBa_2-XCu₃ Ｏ_y（ x＞０， 6.0＜ｙ＜7.2 ）相が安定となるために存在するものである。このように、イオン半径の比較的大きいＲＥを含む酸化物では、この固溶域の存在から分かるように大気雰囲気中で超電導相の凝固生成を図った場合にはＲＥとBaの相互置換が起こる。
【００１０】
そして、図３に示すように、ＲＥ１２３系酸化物超電導体の超電導特性はＲＥとＢａの置換量ｘにより変化し、置換量ｘの多いものほど臨界温度は大きく低下してしまい、逆に置換量ｘの少ないものほど（即ちＲＥ１２３酸化物に近い組成のものほど）高い臨界温度を示す。
このように、原料の溶融状態からこれを冷却・凝固させて超電導相を生成させる段階（核生成，成長の段階）でＲＥとＢａの相互置換が起きることが高い臨界温度の達成を阻む大きな原因と考えられた。
【００１１】
そこで、雰囲気中の酸素含有量を低くコントロ−ルしながら原料フラックスの溶融・凝固を行って結晶を成長させる「ＯＣＭＧ法（低酸素雰囲気下における溶融凝固法）」が提案された。
しかし、このＯＣＭＧ法により作製された１２３系酸化物超電導体は、低酸素分圧雰囲気下でのＢａの置換量の幅が狭くなり置換量の少ないＲＥ１２３が得られやすく、臨界温度の高いＲＥ１２３が得られるものの、コントロ−ルされた低酸素雰囲気下において作製しなければならないという、製造上極めて不利な問題を伴うものであった。
【００１２】
このようなことから、本発明が目的としたのは、ＲＥとＢａ間の相互置換量が極力小さくて９０Ｋ以上の臨界温度を有すると共に超電導転移幅ΔＴの狭い優れた超電導特性を示すＲＥ１２３系酸化物超電導体を、格別な雰囲気制御を要しない大気雰囲気下において安定に製造できる手段を確立することであった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、次のような新規知見を得ることができた。
即ち、従来、結晶引上げ法を含めて原料を溶融・冷却・凝固させてＹ１２３系酸化物超電導相を生成させる方法では、ＹとＢａとの間の相互置換がないこともあって、フラックスとしては包晶反応（Ｙ２１１＋Ｂａ_３Ｃｕ_５Ｏ_８→Ｙ１２３）であることから分かるるつぼ内のマスバランスを考えて通常はＢａ：Ｃｕのモル比が３：５（Ｂａ／Ｃｕ＝０．５７）程度のものが使用されていたが、ＲＥ１２３系酸化物超電導相の育成においてもこれに習ってＢａ：Ｃｕのモル比が３：５（Ｂａ／Ｃｕ＝０．５７）程度のフラックスを用いるのが常であった。
しかも、フラックスの「Ｂａ／Ｃｕ」比率が小さくてＣｕリッチであるほど溶質（ＲＥ）の溶解度が大きくなってＲＥ１２３系酸化物結晶の成長速度が大きくなるとして、使用するフラックスは「Ｂａ／Ｃｕ」比率を更に小さくしてＣｕリッチを強化する傾向が強まっていた。
しかるに、ＲＥ１２３系酸化物超電導相の大気雰囲気下での育成では、前述したようにＲＥとＢａの相互置換による幅を持った固溶域が存在しているので“ＲＥとＢａの相互置換が起きているＲＥ１２３”が生成しやすいためと考えられるが、得られるＲＥ１２３系酸化物超電導体は臨界温度等の超電導特性が十分でなく、この超電導特性の劣化傾向は前記「Ｂａ／Ｃｕ」比率を小さくして結晶成長速度の向上を図ったものほど著しい結果となった。
【００１４】
そのため、この現象について種々観点からの検討を重ねている中で、ＲＥ１２３系の場合には、従来の思想とは全く逆に、フラックスの「Ｂａ／Ｃｕ」比率を高い方向に持って行ってＢａリッチにすると“得られるＲＥ１２３系酸化物超電導体”の超電導特性が著しく改善されるという思いも掛けない現象を発見した。
【００１５】
そこで、この現象の解明を目指した本発明者等は、高度な技術と多大な時間，労力を駆使して、これまでは未知だった詳細なＲＥＯ_１．５（^１／_２ＲＥ_２Ｏ_３）−ＢａＯ−ＣｕＯ三元系状態図の作成に成功した。
そして、この三元系状態図を基に検討を重ねたところ、ＲＥ１２３系酸化物超電導体溶融原料が冷却されて行く過程の“超電導相と液相が平衡して存在する領域”における結晶組成と液相組成（溶融フラックス組成）との間には緊密で明確な関連があり、「液相組成が決まれば必然的に結晶の組成も決まること」や「液相組成とＢａ−Ｃｕ−Ｏ溶媒組成との関係」をも明確に確認することができた。
つまり、溶媒組成の調整により“得られるＲＥ１２３系酸化物超電導体におけるＲＥとＢａとの相互置換量”を制御できることを見出したのである。
【００１６】
従って、予め大気雰囲気下での超電導相と液相が平衡し存在する領域における結晶組成と液相組成の関係（タイライン）及び液相組成と溶媒組成との関係を把握しておけば、大気雰囲気中でＲＥ１２３そのもの、あるいは“目的として狙う置換量”を有するＲＥ１２３超電導相を育成できる溶媒組成を割り出せることになる。
そして、この組成の溶媒と希土類元素を含む材料とを用い、溶融，冷却，凝固によってＲＥ１２３系酸化物超電導相を結晶化させるようにすれば、ＲＥとＢａとの相互置換量が極めて小さいＲＥ１２３系酸化物超電導体結晶を大気雰囲気下で製造できることになる。
【００１７】
なお、これら知見に基づいて重ねられた更なる検討により、先に述べたように「製造するＲＥ１２３系酸化物超電導体のＲＥとＢａとの相互置換量を抑制して優れた超電導特性を確保するためには、超電導体結晶が晶出する液相（溶融フラックスあるいは溶融原料）の“Ｂａ／Ｃｕ”比率をこれまで適用されていた領域よりも高い方向に持って行ってＢａリッチにすることが適切である」ということが“初めて詳細が明らかとなった状態図”からも再確認された上、液相の「Ｂａ／Ｃｕ」比率を高めてＢａリッチとすることにより懸念される“結晶成長速度への悪影響”も、例えば「結晶引上げ法」を適用する場合には引上げ速度等の条件調整が比較的自在に行えることから実際上はそれほど問題とはならず、また「フラックス法」等の結晶引上げ法以外の方法を適用する場合でも、結晶成長速度はやや遅くはなるものの超電導特性の向上効果はこれを相殺してなお余りあるものであるとの結論を得た。
【００１８】
本発明は、上記知見事項等に基づいて、更には「酸化物超電導体単結晶の育成法の中でも“結晶引上げ法”が効率の良い量産体制に適していて工業的に有利である上、フラックス（溶融原料）の成分調整もより容易である」との考えをも取り入れて完成されたものであり、次に示すＲＥ１２３系酸化物超電導体の製造方法を提供するものである。
【００１９】
1 ）溶質供給源となる“希土類元素（ La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd ）の１種又は２種以上を構成元素として含む材料”とBa−Cu−Ｏ溶媒を溶融・冷却・凝固して結晶化させることによりＲＥ１２３系酸化物超電導体（ＲＥは La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd の１種又は２種以上）を製造するに際して、予め大気雰囲気下において“溶媒組成と液相組成及びそれから晶出するＲＥ１２３系酸化物超電導体の結晶組成との関係”を調査しておき、この調査結果に基づいて溶媒組成を調整することによりＲＥとBaとの相互置換量を制御して結晶化させることを特徴とする、高い臨界温度を有する酸化物超電導体を大気雰囲気下において製造する方法。
2 ）希土類元素（ La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd ）の１種又は２種以上を構成元素として含む材料とBa−Cu−Ｏ溶媒を混合した原料を溶融し、結晶引上げ法によりＲＥ１２３系酸化物超電導単結晶体（ＲＥは La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd の１種又は２種以上）を製造するに際して、予め大気雰囲気下において“前記原料溶融部の組成及び平衡液相組成とそれから晶出するＲＥ１２３系酸化物超電導体の結晶組成との関係”を調査しておき、この調査結果に基づいて原料の平均組成を“超電導相と液相とが平衡して共存する領域”に設定すると共に、前記原料溶融物中の「Ba／Cu」比を調整することによりＲＥとBaとの相互置換量を制御して結晶化させることを特徴とする、高い臨界温度を有する酸化物超電導体を大気雰囲気下において製造する方法。
3 ）製造するＲＥ１２３系超電導体がRE_1+xBa_2-xCu₃ Ｏ_7-d（ 0≦ｘ≦0.05）なる結晶組成を有するものである、前記 1 ）又は 2 ）項に記載の高い臨界温度を有する酸化物超電導単結晶体を大気雰囲気下において製造する方法。
4 ）溶媒中の「Ba／Cu」比を「３／５」〜「１／１」の間に調整する、前記 1 ）又は 3 ）項に記載の高い臨界温度を有する酸化物超電導単結晶体を大気雰囲気下において製造する方法。
5 ）原料溶融物中の「Ba／Cu」比を「３／５」〜「１／１」の間に調整する、前記 2 ）又は 3 ）項に記載の高い臨界温度を有する酸化物超電導単結晶体を大気雰囲気下において製造する方法。
【００２０】
ここで、本発明法が対象とするＲＥ１２３系酸化物超電導体としては、ＲＥがNd，La，Sm，Pm，Eu，Gd の１種あるいは２種以上である化学式「 RE_1+x Ba_2-x Cu₃Ｏ_7-d」で表される結晶系の超電導体の何れであっても良い。このNd，La，Sm，Pm，Eu及びGdはイオン半径が大きくてBaのイオン半径に近く、Baとの相互置換を起こしやすいので、本発明法を適用することの効果は著しい。
【００２１】
また、本発明法により「ＲＥ_１＋ｘＢａ_２−ｘＣｕ_３Ｏ_７−ｄ」超電導体を製造するに当っては、該式のｘの値が「０≦ｘ≦０．０５」の範囲内に収まるものを狙いとするのが良く、これによってより優れた超電導特性を有する材料を得ることができる。
【００２２】
更に、前記式のｘの値をより小さいものに規制するためには、溶融した溶媒あるいは全原料中の「Ｂａ／Ｃｕ」比を「３／５」〜「１／１」に調整するのが良く、これによってｘの値をより小さく抑えることができ、より優れた超電導特性を有する材料が得られる。
【００２３】
そして、本発明法で言う「溶融原料（溶融フラックス）を冷却・凝固して結晶化させることによりＲＥ１２３系酸化物超電導体を晶出させる方法」も、その手法が格別に限定されるものではなく、「結晶引上げ法」や「フラックス法」等の液相を介してＲＥ１２３超電導相を作成する手法の何れをも対象とすることができ、更には「溶融凝固法」，「ＦＺ法」，「一方向凝固法」等を適用できる可能性もある。
【００２４】
次に、本発明を実施例によってその効果と共により具体的に説明する。
【実施例】
この実施例では、本発明法に従ったＮｄ１２３系酸化物超電導体の製造例について説明する。
Ｎｄ１２３系酸化物超電導体結晶の作成に先立って、まず、大気雰囲気下において“ Ｎｄ_１＋ｘＢａ_２−ｘＣｕ_３Ｏ_７−ｄ結晶の組成”と“これと平衡する液相組成及び溶媒組成”との関係を調べた。
調査にはＮｄ_２Ｏ_３，ＢａＣＯ_３，ＣｕＯ粉末を原料とし、これをマグネシアるつぼで溶融・長時間保持したものを急冷する方法を採用した。
【００２５】
図４は、上記調査で得た「大気雰囲気下におけるＮｄ_１＋ｘＢａ_２−ｘＣｕ_３Ｏ_７−ｄ結晶組成と液相組成との関係」を立体三元平衡状態図として表したもので、図５はそのうちの“ある一定温度部位”の要部を示す詳細図である。
この調査結果（状態図：例えば図５）から、超電導相と液相が平衡し存在する領域における大気雰囲気中での結晶組成と液相組成の関係（タイライン）が分かる。
また、溶質供給源にＮｄ_２Ｏ_３（ネオジア）るつぼを用いた場合、るつぼ内における原料の組成はＮｄ_２Ｏ_３と溶媒組成を結んだ直線上に表われるが、この直線と液相面（平衡液相組成を結んだ曲線）との交点がこの溶媒組成を用いた時の平衡液相組成となることを知ることができる。即ち、溶媒組成と液相組成の関係を知ることができる。従って、タイラインを考慮することにより溶媒組成と晶出するＲＥ１２３の組成との関係が分かる。
そして、この状態図より、Ｂａ／Ｃｕ＝０．７４（Ｂａ：Ｃｕがほぼ３：４）のフラックスを用いることでＲＥ１２３に近い組成（ｘ＝０．０２）の結晶を育成できることが分かる。
【００２６】
そこで、この調査結果を基にして、基本的には図１で示したのと同様の結晶引上げ法によってＮｄ１２３系酸化物超電導体単結晶の育成を試みた。
即ち、“るつぼ”としてＮｄ供給源をも兼ねたＮｄ_２Ｏ_３製るつぼを用い、この中にＢａＣＯ_３及びＣｕＯの粉末を「Ｂａ：Ｃｕ」の比がほぼ３：４（Ｂａ／Ｃｕ＝０．７４）となるように混合し仮焼した溶媒を充填して加熱・溶融し、この溶液（融液）を大気雰囲気下で育成温度１０６０℃に保持した。
そして、種結晶として“ＭｇＯ単結晶上にプラズマ蒸着法によって成膜されたＮｄ１２３の薄膜”を用い、これを溶液表面に浸漬して回転速度１２０ｒｐｍで回転させることでその近傍のＮｄ_２Ｏ_３るつぼより供給された溶質Ｎｄを含む溶液を冷却・凝固させながら結晶を成長させ、この状態のまま上方に０．２ｍｍ／ｈｒで連続的に引上げを行い（溶液引上げを行い）単結晶を製造した。
【００２７】
この際、本発明例としての“前記予備調査の結果を基にＢａ／Ｃｕ＝０．７４のフラックスを用いた製造試験”と、比較例としての“従来のＹ１２３系超電導体単結晶の育成に習って採用されていたＢａ／Ｃｕ＝０．５７のフラックスを用いた製造試験”を実施した。
【００２８】
続いて、得られた各単結晶に対し、常法通り３４０℃で２００時間の酸素フロ−中での熱処理（アニ−ル）を行った。
そして、上記熱処理を施した各単結晶から試料を切り出して、誘導結合プラズマ発光分析（ＩＣＰ）によりNdとBaとの相互置換量（ Nd_1+x Ba_2-x Cu₃Ｏ_7-d結晶におけるｘの値）を調べたところ、本発明法に従って製造されたNd１２３系超電導体は置換量ｘが 0.015となっていて状態図より予測されたｘ＝0.02とほぼ等しく、置換量（固溶度）の厳しい制御を図れたことが確認された。
これに対して、比較例（従来例）であるBa／Cu＝0.57（Ba：Cu＝３：５）のフラックスを用いて得られた試料ではｘ＝0.065 という高い相互置換量を示した。
【００２９】
また、前記熱処理を施した各単結晶から試料を切り出して超電導特性の調査も行ったが、その結果を図６に示す。
図６に示される結果からも、Ｂａ／Ｃｕ＝０．７４のフラックスを用い製造された本発明例に係るＮｄ１２３超電導体の臨界温度は約９５Ｋであり、比較例であるＢａ／Ｃｕ＝０．５７フラックスを用いた場合よりも優れているばかりか、超電導転移幅ΔＴも比較例のものでは１．５Ｋもあるのに対して本発明例に係るＮｄ１２３超電導体では０．５Ｋと狭く、本発明例で得られるＮｄ１２３超電導体は非常に優れた超電導特性を有していることが分かる。
【００３０】
なお、この実施例ではNd１２３超電導体の結晶引上げ法の例を説明したが、フラックス法，溶融凝固法等といった他の手法を適用する場合にも、またNd以外のＲＥ（La，Sm，Pm，Eu，Gd ）を適用したＲＥ１２３系超電導体を製造する場合にも本発明法の適用が有効であることも確認済である。
【００３１】
【効果の総括】
以上に説明した如く、この発明によれば、９０Ｋ以上の臨界温度を有すると共に超電導転移幅ΔＴの狭い優れた超電導特性を示すＲＥ１２３系酸化物超電導体を大気雰囲気下で安定製造できるようになるなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】「結晶引上げ法」によるＹ１２３系酸化物単結晶の作製方法を示す概要説明図である。
【図２】^１／_２ＲＥ_２Ｏ_３−ＢａＯ−ＣｕＯ三元状態図である。
【図３】ＲＥ_１＋ｘＢａ_２−ｘＣｕ_３Ｏ_７−ｄ超電導体のｘの値と臨界温度との関係を説明したグラフである。
【図４】大気雰囲気下におけるＮｄ_１＋ｘＢａ_２−ｘＣｕ_３Ｏ_７−ｄ結晶組成と液相組成との関係を立体三元平衡状態図として表したものである。
【図５】図４に係る三元平衡状態図の“ある一定温度部位”の主要部詳細図である。
【図６】実施例で得たＮｄ１２３超電導体の超電導特性の調査結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１るつぼ
２Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物結晶（Ｙ２１１）
３溶媒
４種結晶棒
５種結晶
６ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７−ｘ単結晶

Claims

希土類元素（ La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd ）の１種又は２種以上を構成元素として含む材料とBa−Cu−Ｏ溶媒を溶融・冷却・凝固して結晶化させることによりＲＥ１２３系酸化物超電導体（ＲＥは La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd の１種又は２種以上）を製造するに際して、予め大気雰囲気下において“溶媒組成とそれから晶出するＲＥ１２３系酸化物超電導体の結晶組成との関係”を調査しておき、この調査結果に基づいて溶媒組成を調整することにより希土類元素（ＲＥ）とBaとの相互置換量を制御して結晶化させることを特徴とする、高い臨界温度を有する酸化物超電導体を大気雰囲気下において製造する方法。
希土類元素（ La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd ）の１種又は２種以上を構成元素として含む材料とBa−Cu−Ｏ溶媒を混合した原料を溶融し、結晶引上げ法によりＲＥ１２３系酸化物超電導単結晶体（ＲＥは La ， Nd ， Sm ， Pm ， Eu ， Gd の１種又は２種以上）を製造するに際して、予め大気雰囲気下において“前記原料溶融物の組成及び平衡液相組成とそれから晶出するＲＥ１２３系酸化物超電導体の結晶組成との関係”を調査しておき、この調査結果に基づいて全原料の平均組成を“超電導相と液相とが平衡して共存する領域”に設定すると共に、前記原料溶融物中の「Ba／Cu」比を調整することにより希土類元素（ＲＥ）とBaとの相互置換量を制御して結晶化させることを特徴とする、高い臨界温度を有する酸化物超電導単結晶体を大気雰囲気下において製造する方法。
製造するＲＥ１２３系超電導体がRE_1+xBa_2-xCu₃ Ｏ_7-d（ 0≦ｘ≦0.05）なる結晶組成を有するものである、請求項１又は２に記載の高い臨界温度を有する酸化物超電導単結晶体を大気雰囲気下において製造する方法。
溶媒中の「Ba／Cu」比を「３／５」〜「１／１」の間に調整する、請求項１又は３に記載の高い臨界温度を有する酸化物超電導単結晶体を大気雰囲気下において製造する方法。
原料溶融物中の「Ba／Cu」比を「３／５」〜「１／１」の間に調整する、請求項２又は３に記載の高い臨界温度を有する酸化物超電導単結晶体を大気雰囲気下において製造する方法。