도쿄대학 신영역 창성과학연구과의 마쓰우라 야스히라대학원생들은 지금까지 수수께끼로 되어 온 철계 초전도체 셀레늄화철에 압력을 가하면 초전도로 전이하는 온도가 4배 이상으로 상승하는 현상 의 원인을 밝혔다.이번 연구는 교토대학, 중국과학원, 오클리지 국립연구소와의 공동 성과다.
"초전도"는 특정 물질을 절대 영도(0켈빈[K]=-273.15℃) 부근까지 냉각하면 전기 저항이 제로가 되는 현상.최근, 고온(-200℃ 전후)에서 초전도 상태가 되는 고온 초전도체가 발견되고 있다.그 중에서도, 셀레늄화철은 철계 초전도체 중에서도 특이한 물성을 가지며, 특히 압력을 가함으로써 초전도 전이 온도가 4배 이상까지 상승하는 것이 최근 발견되어 물성 물리학의 큰 수수께끼 중 하나가되었습니다.
이번 연구그룹은 단결정의 셀레늄화철에 고압력을 가해 전기저항의 변화를 추적하고, 자성이 발현하는 온도나 초전도 전이 온도 등을 측정했다.그 결과, 자성은 2만 기압 부근에서 갑자기 출현하고, 2~4만 기압 부근까지의 압력 상승과 함께 자성 발현 온도도 상승하고, 4~6만 기압에서는 하강, 6만 기압 정도로 자성은 소실된다.한편, 초전도 전이 온도는 상압~2만 기압 부근까지의 압력 상승과 함께 상승하지만, 자성 출현 후 4만 기압 부근까지 그다지 상승하지 않고, 4~6만 기압에서는 자성 발현 온도의 하강과는 반대 에 급격히 상승, 6만 기압 부근에서 상압하 9K의 4배의 38K를 나타낸다.또한 압력을 올리면 초전도 전이 온도가 하강하여 초전도의 소실이 관측되었다.
이것에 의해, 자성과 초전도는 경쟁 관계에 있고, 자성의 억제가 고온 초전도 실현의 열쇠인 것이 판명되었다.이번 연구는 고온 초전도 발현 기구의 이해와 상온 부근에서의 초전도 실현을 향한 큰 한 걸음이 된다고 한다.
