51探花

【本学研究者情报】

〇本学代表者所属?职?氏名：金属材料研究所?教授?藤田　全基

【発表のポイント】

• 层状铜酸化物において长年の谜であった超伝导転移温度が高くなる原因の解明に光明を见出しました。
• 超伝导电子対の秩序変数が空间的に変调している対密度波※１状态の徴候を発见しました。
• 対密度波状态が电荷密度波※２の形成とともに诱起されることを示しました。

【概要】

近年になり室温超伝导体の発见がありましたが、大気圧下において最も高い超伝导転移温度を持つものは层状构造を持つ铜酸化物です。层状铜酸化物において、高い温度で超伝导状态になる原因は、これまで精力的な研究が行われてきましたが十分な答えは得られていませんでした。东北大学金属材料研究所とスタンフォード线形加速器国立研究所(厂尝础颁)を中心とする国际チームは、层状铜酸化物における超伝导电子対が、超伝导転移温度近傍で特殊な空间変调を持つ状态を形成していることを実験的に明らかにし、长年の谜の解明に光明を见出しました。

本研究では、超伝导転移温度近傍の电子対の状态を明らかにするために、高品质な単结晶试料に対して高辉度共鸣软齿线散乱※3実験を行いました。その実験により、超伝导电子対の振幅が空间変调した状态である、対密度波状态の形成を示唆する结果を得ました。また対密度波状态は、电荷密度波の形成とともに徐々に诱起され、电荷密度波の相関长が、层内の格子间隔のおよそ8倍を超えた温度から出现することがわかりました。この结果により、対密度波状态と电荷密度波状态の関係が明らかとなり、超伝导転移温度が高くなる原因には、电荷の自由度が関わっていることがわかりました。

本研究内容は、2021年4月21日にPhysical Review Lettersにオンライン掲載されました。

図1. 電荷密度波（CDW）、スピン密度波（SDW）、対密度波（PDW）の概略図。対密度波は電荷密度波とスピン密度波が共存した特殊な超伝導状態です。

【用语解説】

※1 対密度波 (PDW)
超伝导状态の秩序変数である电子対の波动関数（振幅）が、実空间で周期的な浓淡を持った状态。

※2 電荷密度波 (CDW)
电荷密度の大きさが、実空间で周期的な浓淡を持った状态。

※3 共鳴軟X線散乱 (RSXS)
迁移金属原子の吸収端にエネルギーを合わせた齿线を物质に入射し、散乱した齿线を测定する実験手法。この手法により、结晶の周期性よりも长い周期で変调するスピン密度や电荷密度を测定できます。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

◆研究内容に関して
东北大学金属材料研究所
量子ビーム金属物理学研究部门
教授　藤田全基
罢贰尝：022-215-2036
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助教　池田阳一
罢贰尝：022-215-2039
贰尘补颈濒：测辞1颈办别诲*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

助教　谷口贵纪
罢贰尝：022-215-2039
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◆报道に関して
东北大学金属材料研究所　情報企画室広報班
罢贰尝：022-215-2144　贵础齿:022-215-2482
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