東北大,ビスマス層状酸化物の新超伝導体を発見

東北大学の研究グループは,ビスマス層状酸化物の新超伝導体を発見した(ニュースリリース)。

原子層のブロックが積み重なった構造をもつ層状化合物では,銅酸化物や鉄系化合物に見られる高温超伝導のような特異な物性が期待されることから,層状化合物の新しい超伝導体の探索がさかんに行なわれている。新しい超伝導体の発見は,新たな現象や別の新超伝導体の発見につながる可能性がある。

研究グループは,これまで超伝導を示さないと考えられていたビスマス層状酸化物Y2O2Biを超伝導化することに成功した。この物質は,単原子の厚さのビスマスのシートと絶縁体酸化物ブロック層からなる構造をもち,ビスマスの単原子シートが超伝導状態になっていると考えられる。

通常の化学組成では超伝導は発現しないが,酸素を過剰に導入してビスマスの単原子シートの間隔を拡げることで,超伝導が発現する。

今回の成果により,同様の手法で他の層状化合物を超伝導体化することへの活用が期待されるという。また,原子番号が大きくスピン軌道相互作用の大きいビスマスが超伝導を示すことから,量子コンピューターに活用できる特異な超伝導状態の発現の可能性があるとしている。

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