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2011年5月24日 (火)

電界効果による新超伝導体の開発

電界効果による新超伝導体の開発
平成23年5月23日
科学技術振興機構(JST)
東京大学 大学院工学系研究科
東北大学原子分子材料科学高等研究機構

詳細は、リンクを参照して下さい。

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 JST 課題解決型基礎研究の一環
として、東京大学 大学院工学系研究科付属
量子相エレクトロニクス研究センターの
川崎 雅司 教授(兼 東北大学原子分子材料
科学高等研究機構 連携教授)と、同校
大学院総合文化研究科の上野 和紀 准教授
らは、材料の電気の流れやすさを電圧
によって制御する電界効果注1)を用いた
独創的な材料開発手法により、新しい
超伝導注2)材料を発見しました。

 これまでに発見された銅酸化物高温超
伝導体などは、電気を流さない絶縁体に
不純物を混ぜて電気を流すようにする
化学的な手法で作られていました。

 本研究は、超伝導にならないと思われて
いた絶縁体を電気的な手法で超伝導にした
初めての例です。

 電界効果は半導体集積回路の
トランジスターとして実用化されており、
電圧によって材料に電子などの伝導キャリア
を蓄積できます。

 今回の発見では、イオンを含む液体に
浸した固体表面に自発的に形成される
電気二重層注3)を利用した新しいタイプ
の電界効果により、化学的手法に匹敵する
濃度の伝導キャリアを蓄積することに成功
しました。

 超伝導になる物質の候補として、不純物
が混じりにくいタンタル酸カリウム注4)
を選び、タンタル1原子あたり0.1個に
相当する多量の伝導キャリアを導入する
ことで、絶対温度0.05K以下で電気が
流れ続ける超伝導状態を作り出しました。

 本研究には、新規超伝導材料開発に新しい
道を開拓したという意義があります。
 従来の手法では超伝導の母材として使え
なかったさまざまな材料に超伝導材料開発
を広げることで今後、より高い温度で超伝導
となる新材料が発見できるものと期待
されます。

 本研究は、東北大学原子分子材料科学
研究機構、同校 大学院理学研究科の協力
を得て行なわれ、本研究成果は、
2011年5月22日(英国時間)に
英国科学雑誌「Nature
Nanotechnology」の
オンライン版で公開されます。
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>超伝導にならないと思われていた絶縁体
>を電気的な手法で超伝導にした初めての
>例です。
本手法により超伝導材料開発への材料選択
の幅が大きく広がったとのこと。

まだ絶対温度0.05Kと非常に低温
ですがより高温で超伝導となる材料が
開発されると良いですね。

超伝導の研究も少しずつ進んでいます。

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