Development of new superconductor with local breaking of inversion symmetry

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K03833
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: Muranaka Takahiro 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70398577)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 超伝導 / 金属間化合物 / 上部臨界磁場

Outline of Final Research Achievements

In this research, we developed new superconductor and investigated physical properties from three view points (light-element network, lack of inversion symmetry, and structural polymorphism) in order to realize high-Tc and high-Hc2. In light-element network, we discovered new superconductor (Re,V)2B and cleared that this material can be explained by weak-coupling BCS theory. In lack of inversion symmetry, we successfully induced HEA effect to W7Re13B superconductor (beta-Mn type structure) and observed an improvement of Hc2. In structural polymorphism, we investigated the correlation between the structural polymorphism and the physical properties in both types of YRh4B4.

Free Research Field

固体物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超伝導体の線材応用をより広く実現するには、超伝導転移温度(Tc)、上部臨界磁場(Hc2)、臨界電流密度(Jc)の3つがそれぞれ高いことが要請される。そのために、本研究課題で実施した既存超伝導物質への元素置換などの工夫や、特性が優れた新物質の開発が必要となり、超伝導発現メカニズムの解明が不可欠となる。本研究課題では、空間反転対称性の破れから生み出される極性に着目し、現時点では空間反転対称性の欠如した系では達成されていないHigh-TcとHigh-Hc2の双方を有する新超伝導体の開発に取り組んだ。本研究の成果は、これまでの超伝導線材の性能を大幅に超える新しい超伝導物質の発見に資すると考える。