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材料:プルトニウムに基づく、18Kより高い転移温度の超伝導

Nature 420, 6913 doi: 10.1038/nature01212

プルトニウムは技術とも関連が深く、基礎科学的にも興味をもたれる金属である。にもかかわらず、プルトニウムの冶金特性に直接影響する電子構造はほとんどわかっていない。例えば、プルトニウムの5f電子は局在と遍歴の境界に置かれたままで、その理論的取り扱いが現在の電子構造計算の限界に影響を与えている。今回、我々がPuCoGa5の超伝導を発見したことにより、プルトニウムが示す複雑さの幅が広がった。観測された超伝導はプルトニウムの異常な電子特性から直接生じるもので、それ自体が2種類のスピンゆらぎ媒介超伝導体、つまり既知の重フェルミオン超伝導体と高Tc銅酸化物の間の架け橋となることを述べる。我々は、今回の超伝導の機構が従来型ではないと考える。そう考えれば、Tc〜18.5Kという転移温度がUやCeに基づく重フェルミオン系より1桁大きいこともあり得るかもしれない。放射線による自己損傷でピン止め中心ができるため、PuCoGa5は大きな臨界電流を示す。危険な材料であるプルトニウムが成分でないならば、このことは超伝導の応用にとって技術的に重要だろう。

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