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材料:NaxCoO2・1.3H2Oの超伝導相図

Nature 424, 6948 doi: 10.1038/nature01877

高転移温度(高Tc)銅酸化物の超伝導の微視的起源については、活発な研究が続いている。いくつかの電子的特性は既知のすべての材料に普遍的であることが確認されており、あらゆる理論が扱うべき実験的基礎となっている。その中でも銅酸化物やそれ以外の超伝導体の双方にとって最も基礎的な特性は、電子バンドの充填度に対する超伝導Tcの依存性である。最近、層状ナトリウムコバルトオキシ水和物NaxCoO2・1.3H2Oにおける4K付近での超伝導が報告され、コバルト−酸素の三角格子と、銅酸化物超伝導体に対する化学的、構造的類似性の両面から注目を集めている。今回我々は、この化合物の超伝導Tcの化学的ドーピング依存性が、高Tc銅酸化物のものと同様であることを示す。特に、最適超伝導Tcがナトリウム濃度(つまり電子濃度)の狭い領域で現れ、ドープ不足でもドープ過剰でも減少する点は、銅酸化物超伝導体の相図で観察されるのと同様である。しかし、類似性は完全ではなく、このため、三角格子幾何構造と特殊な磁気特性をもつNaxCoO2・1.3H2Oは、電荷とスピンの結合によるダイナミクスが超伝導の出現に重要な役割を果たしている系を理解する上で役立つだろう。

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