Letter 物性：モット転移近傍のCs3C60の超伝導と磁性の多形制御 2010年7月8日 Nature 466, 7303 doi: 10.1038/nature09120 固体の結晶構造は、電子的に活性なユニットの間の相互作用を支配するため、固体の電子物性をも支配することになる。銅酸化物高温超伝導体では、Cu2+電子活性ユニットの唯一の空間的配列、すなわち二次元正方格子を使って、磁気秩序と超伝導の協同的電子状態の競合を研究できる。球状の分子C603−アニオンが作る結晶は、超伝導と磁性の両方を担うが、根本的に異なる三次元分子配列をとりうる。A3C60（Aはアルカリ金属）フラーレン化合物での超伝導は、面心立方構造のC603−についてのみみられた。しかし、最近、最も拡張された（したがって最高の超伝導転移温度Tcをもつ）組成のCs3C60が、体心立方構造として単離されたが、この充填構造も超伝導と磁気秩序の両方を担っている。今回我々は、Cs3C60の面心立方構造の多形を単離し、電子活性ユニットの空間配列によって、競合する超伝導と磁性の電子基底状態がどのように支配されるかについて明らかにした。ほかのすべての面心立方構造をもつA3C60フラーレン化合物と異なり、面心立方型Cs3C60は、常圧では超伝導体ではなく磁性絶縁体だが、加圧すると超伝導になる。磁気秩序については、幾何学的にフラストレートした面心立方型多形（ネール温度TN = 2.2 K）では、体心立方型の充填構造（TN = 46 K）よりも1桁低い温度で生じる。C603−の充填格子が異なることによって、Tcは、体心立方型Cs3C60の38 Kから面心立方型Cs3C60の35 K（面心立方型A3C60群でみられる最高温度）まで変わる。同じ電子活性ユニットで2種類の超伝導を示す充填構造が存在することは、フラーレン化合物以外の高温超伝導材料にみられる特徴的な電子相関が支配する、モット金属–絶縁体転移近傍での結晶構造に依存しないドーム状の関係を、Tcが普遍的に示すことを明らかにしている。 Full Text PDF 目次へ戻る
