超伝導発現機構解明のための極めて重要な現象の発見 超伝導ギャップの「ノード」の消失を発見

東京大学物性研究所の岡﨑浩三特任准教授、辛埴教授らの研究グループは、東京大学大学院新領域創成科学研究科の芝内孝禎教授、京都大学大学院理学研究科の松田祐司教授らとの共同研究で、「電子ネマティック秩序」と呼ばれる秩序状態を示すとして知られる鉄系超伝導体FeSeについて、極低温超高分解能レーザー角度分解光電子分光装置を用いて超伝導ギャップを直接観測しました。その結果、超伝導のメカニズム解明のために極めて重要な特徴である超伝導ギャップの異方性が「電子ネマティック秩序」のドメイン構造によって敏感に影響を受け、ドメイン境界が無い領域では超伝導ギャップの符号が反転する「ノード」が存在するのに対し、ドメイン境界が多い領域では「ノード」が消えてしまうことを発見しました。

本研究成果は、超伝導ギャップにおけるノードの有無を見極めるために極低温超高分解能レーザー角度分解光電子分光装置が極めて有用であることを示しました。これにより、今後様々な超伝導体の超伝導ギャップ構造を明らかにすることで、超伝導のメカニズムの理解に繋がり、より高温での超伝導の実現、さらには室温超伝導の実現にも繋がっていくことが期待されます。

「電子ネマティック秩序のドメイン構造によって超伝導ギャップのノードが消失するという今回の結果は、当初は思いがけないものであり、我々も信じられませんでした」と岡﨑浩三特任准教授は話します。「しかし、実験の再現性が確認されたことで結果に自信を持つことができ、現在では今後の超伝導研究においても極めて重要な成果であると自負しています」。