◆発表のポイント

• 超伝導は、二つの電子が対を作って動き回るエネルギー損失のない量子状態です。既知の超伝導体のほとんどは電子対がスピンの向きを逆さまにするスピン一重項状態にあります。
• 今回、K₂Cr₃As₃で6.5Kという高い臨界温度でスピン三重項超伝導状態の実現を発見しました。この場合、電子対スピンの向きが同じ方向に揃います。このような新奇な状態はトポロジカル的に非自明で、次世代量子コンピュータへの応用が期待されます。

　岡山大学学術研究院自然科学学域（理）の鄭国慶教授は、遷移金属Crを含む物質K₂Cr₃As₃が6.5K(ケルビン)というかつてない高い臨界温度でスピン三重項超伝導を実現していることを発見しました。さらに、この超伝導状態の波動関数はトポロジカル的に非自明で、トポロジカル量子計算に応用できることを示しました。本研究成果は日本時間12月23日4時に、米国科学誌「Science Advances」に掲載されます（オープンアクセス）。
　超伝導は、二つの電子が対を作って動き回るエネルギー損失のない状態です。二つの電子がスピンの向きを逆さまにする場合はスピン一重項といい、スピンの向きを揃えた場合はスピン三重項といいます。既知の超伝導体はほとんどスピン一重項状態にあり、スピン三重項超伝導体は数個の候補しかありません。また、スピン三重項状態を同定する手段も限られています。
　今回、鄭教授は中国科学院物理研究所の研究者と共同で、核磁気共鳴法測定によりK₂Cr₃As₃がスピン三重項超伝導体であることを発見しました。これは、2016年に鄭教授らがCu_xBi₂Se3（転移温度3.5K）で発見したスピン三重項超伝導よりも高い臨界温度を持ちます。

◆研究者からのひとこと

スピン三重項超伝導は極めてまれな量子現象で、その物理の解明が基礎科学のみならず、産業への応用の面においても重要です。今回、高い温度（ヘリウムの液化温度より高温）でのスピン三重項超伝導が明らかになったことで、今後の研究に弾みがつくと期待しています。

鄭教授

■論文情報
論 文 名：Spin-Triplet Superconductivity in K₂Cr₃As₃
掲 載 紙：Science Advances
著　　者：Jie Yang, Jun Luo, Changjiang Yi, Youguo Shi, Yi Zhou, & Guo-qing Zheng（鄭国慶）
U　R　L：https://www.science.org/journal/sciadv


＜詳しい研究内容について＞
最高の臨界温度を有するスピン三重項超伝導の発見

＜お問い合わせ＞
学術研究院自然科学学域（理）
教授　鄭　国慶
（電話番号）086-251-7813