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材料:ダイヤモンドにおける超伝導

Nature 428, 6982 doi: 10.1038/nature02449

ダイヤモンドは、並外れた硬度でよく知られた電気絶縁体である。また、ダイヤモンドは銅よりも効率よく熱を伝え、非常に高い電場に耐えられる。これらの物理的特性を持つためダイヤモンドは、特に荷電キャリアが(化学ドーピングによって)系に導入された場合、電子工学的な特性を活かした応用に魅力的な材料である。ホウ素は炭素よりも電子が1個少ない。また、ホウ素は原子半径が小さいため、比較的容易にダイヤモンドに取り込まれる。ホウ素は電荷受容体として働くため、結果としてダイヤモンドは実効的にホールがドープされたことになる。今回我々は、高温(2,500〜2,800 K)・高圧(約100,000気圧)下で合成されたホウ素ドープ・ダイヤモンドにおける超伝導性の発見について報告する。電気抵抗率、磁化率、比熱および各場に依存した抵抗の測定結果から、超伝導転移温度Tc≈4 K未満では、ホウ素ドープ・ダイヤモンドがバルクの第二種超伝導体となることが判明した。超伝導性は、Hc2(0) ≥3.5 Tまでの磁場中で存続する。今回、ダイヤモンド構造の炭素において超伝導性が発見されたことから、同様にダイヤモンド構造を形成するSiおよびGeも適当な条件下で同じように超伝導性を示しうることが示唆される。

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