Novel fact on the mechanisms of high-temperature superconductivity

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02580
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Sasaki Susumu 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80323955)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下山 淳一 青山学院大学, 理工学部, 教授 (20251366) ; 大野 義章 新潟大学, 自然科学系, 教授 (40221832) ; 椋田 秀和 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90323633) ; 渡邉 信嗣 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (70455864)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 高温超伝導 / 鎖構造誘起超伝導 / Pr247 / Cu核スピン

Outline of Final Research Achievements

So far, it has been widely believed that the superconductivity in cuprates is driven by CuO2 planes. On the other hand, there were some repots that, for a Pr-based superconductor Pr247, the superconductivity is not driven by the planes but the double chains. In the first year of this research period, we clarified that, for Pr-based Pr247, the Cu nuclear spins in planes are in an insulating state, indicating clearly that the planes do not contribute to the superconductivity. In the 2nd and 3rd year, we found out that, from the temperature dependence of Cu-T1, the double chains drive the superconductivity whereas the planes do not show superconductivity.

Free Research Field

超高感度の核スピン技術に基づく量子物性と医学医療への展開

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高温超伝導の発現機構について35年にわたる定説，すなわち「銅と酸素から構成される平面構造が超伝導の駆動源である」を超える，まったく新しい機構，すなわち「平面構造は絶縁状態のままで，鎖構造が超伝導の駆動源である」との新事実を実験的に明確に示した。これにより，平面構造にこだわらずに新規の超伝導物質を開発する指針を得たことを意味する。また，擬一次元構造が駆動する超伝導であることから，世界中の著名な理論家の興味の対象となりつつある。