量子幾何学によるスピンを持つ超伝導の予言~スピン三重項超伝導の探索に向けた指導原理~

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2024-01-19 京都大学

北村泰晟 理学研究科博士課程学生、大同暁人 同助教、柳瀬陽一 同教授らの研究グループは、物質が持つ量子幾何学効果に起因してスピン三重項超伝導が発現することを明らかにしました。

スピン三重項超伝導は超伝導の標準理論であるBCS理論では説明できない非従来型超伝導であり、高磁場領域で安定である、量子コンピュータへの応用が可能であるなど、多岐にわたる特徴的な性質を示すことが知られています。しかし、魅力的な性質を持つ反面、スピン三重項超伝導の候補物質は非常に少ないため、新たな候補物質の探索が求められています。本研究では、物質の量子幾何学効果が誘起する引力相互作用がスピン三重項超伝導を安定化させる、新規な超伝導の発現機構を明らかにしました。また、この発現機構が働く物質が持つべき条件を特定し、スピン三重項超伝導体探索のための指針を提案しました。これにより、新たなスピン三重項超伝導体の発見が期待されます。

本研究成果は、2024年1月18日に、国際学術誌「Physical Review Letters」に掲載されました。

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研究者のコメント

「磁石は方位磁針に使われるように、古くから常に身の回りに存在します。一方で、誰もが自然に持つ『鉄はなぜ磁石になるのか』という疑問は、量子力学を用いなければ答えることはできません。そして、そのような単純な疑問を解き明かしていくと、それは意外なことにスピン三重項超伝導の理解に繋がっています。幼い頃にいだいた疑問が最先端の研究に辿り着くのですから、なんとなく格好の良いことをしていると、嬉しくなります。」(北村泰晟)

詳しい研究内容について

量子幾何学によるスピンを持つ超伝導の予言―スピン三重項超伝導の探索に向けた指導原理―

研究者情報

研究者名: 大同 暁人
研究者名:柳瀬 陽一

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