도쿄대학과 도호쿠대학의 연구그룹은 철 칼코게나이드 초전도체의 초전도 전이 온도가 그 조성에 의해 불연속적인 날개를 나타내는 수수께끼의 기원이 구조상 전이에 있음을 밝혔다.
철 칼코게나이드 초전도체는, 철계 초전도체 중에서도 가장 간단한 결정 구조를 취하기 때문에, 그 초전도 기구의 해명 때문에 주목받아 왔다.한편, 그 초전도 전이 온도 상도(초전도 상태로 전이하는 온도와 조성의 상관도)에서는, 다른 철계 초전도체에서는 볼 수 없는 불연속적인 날아가 존재해, 최대의 수수께끼가 된다 했다.
본 연구에서는, 2종류의 기판 상에 철 칼코게나이드 초전도체의 박막을 제작하고, 조성 중의 텔루르(Te)의 양에 대한 초전도 전이 온도를 정리하였다.그 결과, 가장 높은 초전도 전이 온도를 나타내는 최적의 텔루르량은 기판에 따라 다르지만, 그 텔루르량 부근에서는 공통적으로 초전도 전이 온도에 불연속적인 날아(갑작스러운 상하)가 나타났다.연구 그룹은 이 불연속점이 각각 철 칼코게나이드 초전도체의 결정 구조 변화(구조상 전이)의 경계임을 밝혀냈다.
철 칼코게나이드 초전도체는 특정 온도 이하에서 정방정계로부터 직방정계로의 구조상 전이를 나타낸다.이 구조상 전이가 존재하는 영역에서는 초전도 전이 온도가 강한 억제를 받고 있다는 것이 본 연구에서 밝혀졌다.즉, 구조상 전이와 초전도는 경쟁 관계에 있고, 구조상 전이가 초전도 전이 온도 상도의 불연속적인 날아의 기원임을 나타내었다.
본 성과는 철 칼코게나이드 초전도체, 나아가서는 철계 초전도체의 메카니즘 해명에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다.
