Article
超伝導：単一のCuO2面を持つ2D銅酸化物超伝導体
Nature 656, 8128 doi: 10.1038/s41586-026-10857-1
原子層ファンデルワールス結晶は、二次元（2D）極限における理想的な材料系の典型である。次元数のこうした低減は重要な結果につながることが多く、その最も好例が、グラフェンや他の2D材料における、ゲーティングによって容易に制御可能な新たな物理現象の出現である。このトップダウン手法を他の材料系に拡張することで、多くの機会が生じる。最近の実験では、銅酸化物における高温超伝導の本質的な物理が、わずか2つのCuO2面に含まれていることが実証されている。今回我々は、単一のCuO2面だけで構成されるBi2Sr2CuO6+δ（Bi-2201）の単層を調べることによって、次元数の低減を極限まで推し進めた。その結果、この究極の2D極限において、最適超伝導転移温度が約10％低下するという形で現れる、ロバストな次元数効果が観測された。さらに、この次元数の低減によって前例のない調整可能性がもたらされ、我々は単層試料の酸素化を精密に制御することで、Bi-2201の相図を未知の領域に拡大することに成功した。我々は、この調整可能性を利用して、温度がゼロに近づくにつれて、絶縁体状態と超伝導状態の間に異常な金属状態が出現することを発見した。同時に我々は、発散する臨界指数を特徴とする異常なスケーリング挙動も観測した。これらの知見は、銅酸化物における超伝導体から絶縁体への量子相転移の本質に光を当てるものである。
