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反強磁性状態での空間変調した超伝導状態「FELO状態」の存在を予言 東大と理研

東京大学の角田峻太郎助教は理化学研究所(理研)の妹尾仁嗣専任研究員らとの共同研究で、κ-(BEDT-TTF)2Xにおいて反強磁性秩序と超伝導が共存することによって、特殊な超伝導状態「Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikov(FFLO)状態」が実現しうることを明らかにした。

先行研究で提案されてきたFFLO状態は外部から磁場を印加した状況で実現するものがほとんどであったが、その場合には磁場によって超伝導状態自体が破壊されたり、物質中に侵入する超伝導が破壊された欠陥「渦糸」がFFLO状態の観測を困難にすることが課題であった。

研究ではエネルギーバンドのスピン分裂を伴う特別なタイプの反強磁性体を用いることで、磁場を印加せずにFFLO状態を安定化する方法を示した。これは渦糸フリーな状況での FFLO状態の観測を可能にし、またFFLO超伝導の新たな物質基盤を提示するものとなっている。

研究グループは「今後、さまざまな物理分野で注目されるFFLO超伝導の研究がさらなる拡がりを見せ、多岐にわたる物理現象の基盤となることが期待される」としている。