大阪大学
东海国立大学组织 名古屋大学
冈山大学

【研究成果要点】

• 成功合成了具有拓扑能带结构，并且表现出与铁电相变相似的极性-非极性结构相变的极其罕见的超导材料。
  
• 极性失真引起的空间反转对称性的破坏会疏远传统型超导电子对（库珀对）的生成。此外，如果有一个拓扑的能带结构，可能有一个特殊的性质，与传统的超导不同，如表面超导。
  
• 在空间反转对称性被破坏的导电体中，提出了实现拓扑超导等特殊量子状态的可能性，期待在量子计算机元件和创新的自旋电子学材料中展开。
  

　大阪大学研究生院基础工学研究科的高桥英史讲师，研究生佐佐木友博（博士前期课程），石渡晋太郎教授等的研究小组，与名古屋大学研究生院理学研究科的中野彰俊助教，冈山大学学术研究院环境生命自然科学领域的秋叶和人助教，小林达生教授们共同在由锶和金和铋构成的拓扑半金属中，在世界上率先发现了实现与铁电相变相似的极性结构-非极性结构相变和超导两方面的实现。
　超导体是支撑作为医疗机器被知的磁共振成像（MRI）和超导线性等最尖端的产业技术的材料之一。新的超导体的开发，不仅从这样的产业应用从基础研究的观点也重要，超越作为标准理论的BCS理论的特殊的超导状态的探索也被推进。例如，一般认为典型的超导电性与破坏空间反转对称性的极性结构相变不相容，但近年来逐渐发现了发挥其性质的新型超导状态的材料。
　最近，研究小组发现，具有极性-非极性相变的SrAuBi化合物显示出超导性（图1），通过极低温的物性测定和理论计算，发现了实现特殊超导状态的可能性。该SrAuBi具有由铋、金等重元素构成的极性结构，而且，由于来自拓扑能带结构的表面状态的存在，有可能实现了标准理论无法说明的超导。本研究有望为量子计算机应用于超导元件等创新电子器件。该成果于12月20日刊登在英文杂志npj Quantum Materials的2023年12月号上。

■ 特记事项
　本研究成果于12月20日刊登在英文杂志npj Quantum Materials的2023年12月号上。
题目：“Superconductivity in a ferroelectric-like topological semimetal SrAuBi”
著者名：Hidefumi Takahashi, Tomohiro Sasaki, Akitoshi Nakano, Kazuto Akiba,
Masayuki Takahashi, Alex H. Mayo, Masaho Onose, Tatsuo C. Kobayashi,
Shintaro Ishiwata
ＤＯＩ：https://doi.org/10.1038/s41535-023-00612-4
　另外，本研究是作为科学研究费补助事业（KAKEN）“极性金属的功能创造”、“亚稳自旋电子学材料的战略性高压合成”（JP22H0034）以及“不对称装饰的量子物质的可视化、设计、创造”（JP23H04871,JP23H0486）、村田学术振兴财团的一环而进行的，由大阪大学研究生院基础工学研究科、在东北大学金属材料研究所（当时：博士）亚历克斯梅约浩的协助下进行的。

＜详细研究内容＞
＼可以期待扩展到量子计算机元件等的新材料的发现/具有铁电结构相变和奇怪超导转变的拓扑半金属

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东海国立大学机构 名古屋大学研究生院理学研究科　助教　中埜 彰俊
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冈山大学　学术研究院环境生命自然科学学域　助教　秋叶　和人
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