東大と東北大、鉄系高温超伝導の発現機構を解く鍵となる電子状態を解明

　

　東京大学と東北大学は、鉄系高温超伝導体において、これまで明らかになっていなかった超伝導電子の電子状態を解明したと発表した。

　同成果は、東京大学大学院 新領域創成科学研究科の水上雄太助教、芝内孝禎教授(京都大学大学院 理学研究科 客員教授兼任)、東北大学 金属材料研究所の橋本顕一郎助教らによるもの。詳細は、英国科学誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載された。

　2008年に発見された鉄系超伝導体は、その発見以降、短期間で膨大な量の研究がなされたにもかかわらず、その超伝導発現機構と密接に関係する超伝導電子の電子状態が未解明だった。今回、純良単結晶に電子線を照射して、その照射量を増やすに伴い超伝導電子の数が非単調に変化することを初めて観測したことによって、”s±(エスプラスマイナス)”型の対称性であることが明らかとなった。これは磁気揺らぎを主な機構とする超伝導において提案されたものであるという。今後、より高い温度での超伝導の実現を目指し、この機構を用いた超伝導体の設計指針につながることが期待されるとコメントしている。

　”s±”型の超伝導ギャップの模式図。電子状態を議論する際に用いられる波数空間における超伝導ギャップの大きさを幅で示したもの。正の符号が赤で、負の符号が青で表されている。大部分が正符号を持つ部位と、大部分が負符号を持つ部位とがそれぞれ分かれた構造をとる