フラッシュ2022年11月22日

• 東北大など、カゴメ格子超伝導を担う電子軌道を解明

  by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

  東北大学などの国際共同研究チームは、放射光を用いた先端電子計測により、カゴメ格子金属CsV₃Sb₅（セシウムバナジウムアンチモニド）の超伝導を担う電子軌道を解明。バナジウムとアンチモンが協力し、超伝導状態になることを発見した。超伝導が起こる仕組みの完全解明に手掛かりを与える成果となると期待される。

  研究チームは、高エネルギー加速器研究機構フォトンファクトリーの放射光を用いた「マイクロARPES（角度分解光電子分光）」や分子科学研究所の「光電子運動量顕微鏡」によって、CsV₃Sb₅の全ての電子軌道を分離して直接観測することに成功。電子構造と超伝導転移温度の関係についての系統的な研究を可能とし、バナジウム原子の電子とアンチモン原子の電子が協力しながら超伝導を実現していることを突き止めた。

  ここ数年、竹籠の編み目状に原子が配列した結晶構造を有するカゴメ格子を持つ金属が徐々に発見され、その電子物性に着目した研究が世界中で進んでいる。最近発見されたCsV₃Sb₅は、カゴメ格子では珍しい、超伝導をおよそマイナス270℃で示すことが2020年に発見され、注目されている。これまでにCsV₃Sb₅の超伝導機構について多くの理論モデルが提案されているが、ほとんどはバナジウム原子の電子軌道のみを考慮したものであった。

  研究成果は、米国物理学会誌フィジカルレビュー・レターズ（Physical Review Letters）のオンライン版に2022年11月10日付けで公開された。

  （中條）

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