【超伝導】「黒鉛超伝導体」のメカニズムを解明

「黒鉛超伝導体」４０年来の難問解決
−鉛筆の芯が超伝導になる−

＜研究の内容＞
　本研究グループは今回、光電子分光（図２）と呼ばれる実験手法を用いて、カルシウムを入れた
黒鉛超伝導体（C6Ca）中の超伝導電子の観測を試みました。光電子分光とは、物質に紫外線を
照射して、外部光電効果により物質外に放出される電子のエネルギーを精密に測定することで、
物質内にある電子の状態を観測できる実験法です。本研究グループは、世界最高のエネルギー
分解能を持つ装置を用いて、黒鉛超伝導体の超伝導電子の直接観測に今回初めて成功しました。
その結果、超伝導を担う電子は、グラファイト単独層に存在するパイ電子（π電子）やシグマ電子
（σ電子）ではなく、グラファイト層が重なり合うことで層の間に新たに形成される「層間電子状態」
に存在する電子であることが明らかになりました（図１（c））。また、層間に挿入されたカルシウム
原子は、この層間電子状態に電子を与えると同時に、層間電子が超伝導になることを助ける働きも
していることも判明しました。この層間電子は、３０年以上も前に日本の研究者により予言されながら
実験的に観測できず、長い間その存在と超伝導への関与について謎のままであったものです。
今回の成果は、この層間電子の存在を確認すると同時に、その超伝導への寄与を明らかにした
もので、黒鉛超伝導の長年の難問を解決したものと言えます。

＜今後の展望＞
　今回の研究結果に基づいて、カルシウムなどの挿入原子と炭素原子がどのように協力して高い
Tcを実現しているのかの研究が急速に進むものと期待されます。その結果、カルシウム以外の
原子や分子を入れたり、グラファイトの炭素を他の元素で置換したりすることで、さらに高いTcを
持つ超伝導体が見いだされることが期待されます。また、今回の成果をもたらした光電子分光装置
の高分解能化をさらに進めることで、超伝導を引き起こしている層間電子の性質がより明らかになり、
高温超伝導体などの黒鉛以外の層状超伝導体の超伝導機構の解明と、そのTc上昇に貢献する
ものと期待されます。

科学技術振興機構プレスリリース
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20081110/index.html
図１　(a) 黒鉛、(b) 黒鉛超伝導体、(c) 黒鉛超伝導対中のパイ電子、シグマ電子、層間電子状態
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20081110/icons/zu1.gif
図２　超伝導体の光電子分光
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20081110/icons/zu2.jpg


Fermi-surface-dependent superconducting gap in C6Ca
Nature Physics
Published online: 9 November 2008 | doi:10.1038/nphys1128
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/abs/nphys1128.html

見つけるだけで一苦労なんだな・・・よくわからんけどおめでとう

やはり東北大か・・・

イカ墨えびせん

ファミコンやサターン等の端子の接点復活剤に使えるらしいな＞鉛筆の芯

２次元共形場理論発動かな？
詳しい人いたらそのへんの解説希望。

常温超伝導で電池切れ知らずの電動コケシの開発もたのむ。

超軌道だ

黒鉛超電導３０年の論争に決着　東北大グループ
　東北大の大学院理学研究科の佐藤宇史助教（固体物理学）と原子分子材料科学高等研究機構
の高橋隆教授（固体物理学）らの研究グループは、「黒鉛超電導体」の電子の状態を観測し、
極低温で電気抵抗がゼロになる超電導にかかわる電子を特定した。
黒鉛超電導のメカニズムが明らかになり、３０年来対立していた学説の論争に決着がついた。

　黒鉛（グラファイト）はシート状の炭素原子が重なった層状の構造。佐藤助教らは層の間に
カルシウム原子を挿入し、黒鉛超電導体の単結晶を作製。高輝度の紫外線を当て、放出する
電子エネルギーを測る光電子分光装置を用い、超電導の電子の状態を観測した。

　黒鉛超電導体の層間には、電子の収納スペースとなる「層間電子状態」が出現。カルシウム原子から
電子が移り、超電導を起こしていた。
層間電子状態については、東京理科大の上村洸特別顧問が１９７９年、黒鉛超電導の発現メカニズムと指摘。
これに対し米仏の研究者は黒鉛に存在する電子の一つが超電導に関与すると主張し、学説が対立していた。
　高橋教授は「長年の課題だった黒鉛超電導のメカニズムを明らかにし、日本の理論モデルを実証できた」と説明する。

　層間電子状態を突き止めたことで、層状構造を持つほかの超電導体のメカニズム解明も期待できるという。
佐藤助教は「層間電子を安定できれば、超電導に転移する温度を上昇させることも可能だ」と話している。
　研究成果は、９日付の英科学誌ネイチャーフィジックス電子版に発表した。

東北大学は人材集めが上手です。
学部の人材集めはダメだけど・・・
ちなみに東大だよ。

［黒鉛超電導体］１９６８年、黒鉛（グラファイト）層の間にカリウムを挿入すると超電導を示す
ことが発見された。
２００５年、カルシウムを入れると、超電導に転移する温度がリチウムの１．９Ｋ（ケルビン、ゼロＫはセ氏零下２７３度）から
１１．５Ｋにアップすることが分かり、注目される。
転移温度の上昇で光電子分光装置での観測が可能となった。

超伝導ナイトクラブ

ネイチャーか
ＧＪ

ノーベル賞の悪寒

これで超電磁ヨーヨーが作れるんですね

どうせノーベル賞なんかもらえるかどうかわからんのだから
日本ノーベル賞を作ってあげろ

30年じっくり待てばノーベル賞
彼の国は涙目

まさにスッキリ！！30年以上なぜ起こるのかって
いうもどかしさが、ようやく解消されたとなると
相当うれしいだろうね。

おめでとう！！東北大！

>>10
日本語で（ry

スレタイ読み違えていててっきり楽しいペリースレになっていると思って飛んできた俺涙目

　
黒糖カステラ

電子雲連続体

>>10
東北の材料は別格。
基礎の魅力もあるし実用化に近い技術も持ってる。
東大は基礎偏重というか、そういう学問的保守本流の生きた図書館なんだから我慢しなさい。
東大が応用一辺倒になったら日本の学問は終わりだよ。

おそらく黒い電子がヘブン状態なんだろうな。

黒船って読んでしまったorz

ノーベル賞の候補になるには推薦人が三千人以上必要だそうだ。
発見による波及効果が無ければ取れないんだよな。

炭素ウマ状態

欧米の方のを主張してた人達はさぞ悔しかろうｗ

なんだかんだいって日本の学説が正しいこともあるんだな。

黒船伝来

黒船超伝来体

ノーベル賞って
この層間電子は、３０年以上も前に日本の研究者により予言
この部分か

predict を「予想する」とするか「予言する」と訳すかでだいぶ雰囲気が違うね。

超伝導って電子のリニアモーターカーみたいなもんでしょ
3DCGシミュレーションでレゴ感覚で原子組み合わせて熱振動に強い構造探したりできないの？

お呼びでないと

もしかさて遂に常温超電導できた?

たぶん
カーボンナノチューブと
Caで常温超電導

黒鉛超伝導体に面に垂直な磁場をかけたら、
超伝導状態はどういう影響を受けるか？

高温超伝導の理論マダー？チンチン

鉛筆の芯スゲー

はやいとこﾄﾞﾗｲｱｲｽ程度の温度でＯＫな超伝導物質でけんかねー。
液体窒素でもまあ安いからいいけど。

もろいのとかダメ。

>>37
量産出来ないから意味ネ
安価なカーボンである事に意味があるのでは

>>10
非常に難解なレスだな。

CNTの導電性もパイ電子次第かと思っていたが
そんなわけではないようだな。

まーた超伝導詐欺かw

>>5
コンタクトZの事か？