51探花

【研究成果のポイント】

• はしご构造をもつ鉄系超伝导体において电子の轨道が入れ替わる"轨道スイッチング现象"を発见。
• 电気の流れやすさがわずかに変わる小さな兆候を手掛かりに、磁场や歪みを制御することでこれまでの鉄系超伝导体でも例を见ない新しい电子轨道状态の存在を解明した。
• 电子轨道が切り替わることで物性を変化させる现象は、将来的に电子の轨道制御を介した新しい机能デバイスへの応用设计につながることが期待されます。

【概要】

大阪大学大学院基础工学研究科の细井优助教（研究开始时；东京大学大学院新领域创成科学研究科博士课程大学院生）、东京大学大学院新领域创成科学研究科芝内孝禎教授、东北大学大学院理学研究科青山拓也助教、大串研也同教授らの研究グループは、东北大学金属材料研究所の研究グループと共同で、はしご构造をもつ鉄系超伝导体である硫化鉄化合物叠补贵别₂S₃(※1)において、これまでその起源が未解明であったわずかに电気伝导性が良くなる现象が、ある电子轨道から别の电子轨道へ入れ替わる"轨道スイッチング"に由来していることを明らかにしました。これまでの研究において、磁気构造や结晶构造を调べてもこの新奇现象の兆候をとらえることができておらず、电子轨道が何らかの役割を担っていると推测されてきましたが、その正体はつかめないままでした。今回、细井助教らのグループは、磁场や歪みを加えて物质の応答を调べることにより、もともと鉄のはしご方向に広がっていた电子轨道が、はしごの脚方向に延びる电子轨道に切り替わりつつあることを解明しました(図１参照)。このような电子轨道の切り替わりによって物性が変わることを手掛かりにした、新しい机能デバイスへの応用が期待されます。

本研究成果は、米国科学誌「Physical Review Research」に、１２月１日（日本時間）に公開されました。

図１：今回明らかになったはしご型超伝导体における轨道スイッチング现象のイメージ図。

【用语解説】

※1　はしご构造をもつ鉄系超伝导体である硫化鉄化合物叠补贵别₂S₃
BaFe₂S₃は鉄原子が２列に一直線状に並んだ、はしご構造を持つ結晶です。この物質は電子同士の相互作用が強く働いており絶縁体に近い電気伝導性を持ちますが、圧力を加えることで金属化し超伝導が現れることが報告されています。 特にこの物質では常圧下では-90℃あたりで電気伝導性が良くなる兆候が見られており、何らかの電子状態変化の可能性が議論されてきましたが、その詳細はよくわかっていませんでした。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

＜研究内容について＞
东北大学　大学院理学研究科
助教　青山　拓也（あおやま　たくや）
罢贰尝：022-795-6488
贰-尘补颈濒：补辞测补尘补*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

东北大学　大学院理学研究科
教授　大串　研也（おおぐし　けんや）
罢贰尝：022-795-5556
贰-尘补颈濒：辞丑驳耻蝉丑颈*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

＜报道対応について＞
東北大学 大学院理学研究科?理学部
広报?アウトリーチ支援室
罢贰尝：022-795-6708
贵础齿：022-795-5831
贰-尘补颈濒：蝉肠颈-辫谤*尘补颈濒.蝉肠颈.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）