銅酸化物高温超伝導体で2次元の強磁性ゆらぎを世界で初めて観測 －高温超伝導体の磁性状態の全貌を解明－

• 上智大学
• 東北大学大学院工学研究科
• 東北大学金属材料研究所
• 理化学研究所
• 高エネルギー加速器研究機構
• J-PARCセンター
  
  1.発表の要点
• 反強磁性ゆらぎが主役を担ってきた高温超伝導銅酸化物において、2次元の強磁性ゆらぎを初めて観測
• 高温超伝導銅酸化物において、キャリアの注入とともに反強磁性から強磁性へと磁性状態が変化することを解明
• 強磁性ゆらぎが高温超伝導を阻害している可能性を提案
  
  2.発表概要
  銅酸化物の高温超伝導体では、反強磁性の絶縁体である母物質に正孔または電子キャリアを注入することで超伝導が発現しますが、大量にキャリアを注入すると超伝導が消失する原因はわかっていませんでした。
  

今回、上智大学理工学部機能創造理工学科の足立教授の研究グループは、東北大学大学院工学研究科、東北大学金属材料研究所、理化学研究所仁科加速器科学研究センター、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所、J-PARCセンターとの共同研究で、大量に正孔を注入した銅酸化物で2次元の強磁性ゆらぎを世界で初めて観測しました。これは、キャリアの注入とともに反強磁性から強磁性へと磁性状態が変化することを意味し、銅酸化物の磁性状態の全貌を明らかにしたものです。また、超伝導が大きく抑制された物質で強磁性ゆらぎが観測されたことから、強磁性ゆらぎが高温超伝導を阻害している可能性を示しています。本成果は、高温超伝導に対する強磁性ゆらぎの関わりを新たに示す重要な成果です。

本成果の詳細は、2018年8月1日に米国物理学誌「Physical Review Letters」でオンライン公開されました。