51探花

【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科物理学専攻　准教授　水上雄太

【発表のポイント】

• 2020年に発见されたカゴメ格子构造を持つ超伝导体CsV₃Sb₅において、不纯物に强い新しいタイプの非従来型超伝导が実现していることを明らかにしました。
• 不纯物量を系统的に変えた実験により、本カゴメ格子物质の超伝导が、超伝导転移温度より高温で现れるボンド秩序（电荷秩序）の揺らぎによって生じていることを示しました。
• 本研究结果は、カゴメ格子物质で期待される特异な电子状态や超伝导状态を理解する上で重要な知见となることが期待されます。

【概要】
　東京大学大学院新領域創成科学研究科の六本木雅生大学院生、石原滉大助教、水上雄太助教 （研究当時、現在東北大学大学院理学研究科准教授）、橋本顕一郎准教授、芝内孝禎教授、同物性研究所の上床美也教授らは、仏エコール?ポリテクニークおよび米カリフォルニア大学サンタバーバラ校と共同で、二次元カゴメ格子構造を持つ新規超伝導体CsV₃Sb₅において、不纯物に强い非従来型超伝导（注1）が実现していることを明らかにしました。カゴメ格子とは、笼の网の目の模様を意味する「笼目」状に原子が配列した状态のことを指します。カゴメ格子构造を持つ金属物质では特殊な电子状态や超伝导状态が期待されていますが、多くの场合、カゴメ格子构造を持つ物质は絶縁体でした。ところが最近、完全なカゴメ格子をもつ超伝导体颁蝉痴₃Sb₅が発见され、大きな注目を集めています。この物质では、超伝导転移温度より高い温度领域において、电子の飞び移りやすさがある特定のパターンをもつボンド秩序（电荷秩序、注2）と呼ばれる状态が実现しており、超伝导との関係が指摘されていました。

　今回、不纯物が超伝导状态に与える影响を系统的に调べたところ、他の非従来型超伝导体では観测されていない、不纯物に対して强固な超伝导が実现していることが分かりました。この结果は、本物质において、ボンド秩序に関连した新しいメカニズムによって非従来型の超伝导が実现していることを示しており、今后、カゴメ格子物质で期待される特异な电子状态や超伝导状态を理解する上で重要な知见となることが期待されます。

　本研究成果は2023年2月7日付けで、英国科学誌 Nature Communications にオンライン掲载されました。

【用语解説】

（注1）非従来型超伝导
金属をある温度まで冷やしたときに、电気抵抗がゼロになる现象を超伝导という。超伝导は多くの金属で见られる普遍的な相転移现象であり、そのほとんどは絶対零度（约マイナス273℃）付近の低温で、2つの电子が格子の揺らぎによってペアを形成することで生じる（注3参照）。一方で、一部の超伝导体では、格子揺らぎとは异なる揺らぎによって超伝导电子ペアが形成され、非従来型の超伝导を示す。非従来型超伝导体の代表例である铜酸化物超伝导体は、液体窒素温度（マイナス196℃）よりも高い温度で超伝导が発现するため、高温超伝导体と呼ばれる。

（注2）ボンド秩序（电荷秩序）
电子が隣接する原子间を飞び移る大きさに偏りが生じ、空间的に増减のパターンが形成される状态のことを指す。颁蝉痴₃Sb₅では、超伝导転移温度より高温において、电子が密になっている部分と疎になっている部分が周期的に空间変化する电荷秩序と呼ばれる状态が実现しており、ボンド秩序が电荷秩序の起源である可能性が提案されている。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学大学院理学研究科 物理学専攻
准教授 水上 雄太（みずかみ ゆうた）
電話　022-795- 6476
E-mail: mizukami*tohoku.ac.jp（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
東北大学大学院理学研究科 広報?アウトリーチ支援室
罢贰尝　022-795-6708
E-mail:sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp（*を蔼に置き换えてください）