La2PrNi2O7の高圧下バルク高温超伝導を発見
発表のポイント
- 二層のRuddlesden-Popper型ニッケル酸化物が高温超伝導の舞台であることを証明した。ニッケルをベースとした転移温度約80 Kの高温超伝導体として、バルク超伝導性を示した初めての研究成果。
- ゾルゲル法による作成された高純度のPr置換体の二層酸化物により、超伝導発現の再現性問題を解決した。
- 物性研究所のマルチアンビル技術により20万気圧の超高圧力下まで交流帯磁率が測定され、マイスナー効果が検証できた。
東京大学物性研究所の北川健太郎准教授、長崎尚子学術専門職員、上床美也名誉教授は、中国科学院物理研究所との国際共同研究により、ニッケル酸化物高温超伝導体候補の結晶構造と高圧力下における超伝導特性を調べました。その結果、La2PrNi2O7が積層欠陥の少ない良い結晶性を持ち、15万気圧以上でバルク(ほぼ試料全体)としての超伝導体積分率を示すことがわかりました。
2023年に発見されたRuddlesden-Popper型ニッケル酸化物の圧力誘起超伝導は、新しいシリーズの高温超伝導体として注目を浴びています。ただし、当初は電気抵抗の低下として報告され、液体窒素の沸点(77 K)以上で起こる”高温”超伝導のバルク性は証明されておらず、従って高温超伝導体としての結晶構造は同定されていませんでした。今後本研究を皮切りとして、ニッケル酸化物高温超伝導の研究進展が期待されます。
本成果は、英国科学誌「Nature」誌に2024年10月2日に掲載されました。
論文情報
- 雑誌名 : Nature
- 題名 : Bulk high-temperature superconductivity in pressurized tetragonal La2PrNi2O7
- 著者名 : Ningning Wang, Gang Wang, Xiaoling Shen, Jun Hou, Jun Luo, Xiaoping Ma, Huaixin Yang, Lifen Shi, Jie Dou, Jie Feng, Jie Yang, Yunqing Shi, Zhian Ren, Hanming Ma, Pengtao Yang, Ziyi Liu, Yue Liu, Hua Zhang, Xiaoli Dong, Yuxin Wang, Kun Jiang, Jiangping Hu, Shoko Nagasaki, Kentaro Kitagawa, Stuart Calder, Jiaqiang Yan, Jianping Sun, Bosen Wang, Rui Zhou, Yoshiya Uwatoko & Jinguang Cheng
- DOI:10.1038/s41586-024-07996-8
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(公開日: 2024年10月07日)