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一方向だけの超伝導を実現

ある方向の電流を流すと超伝導状態になるが、その逆方向の電流を流すと超伝導状態にならない（常伝導になる）薄膜が作られた。これは、電力消費が極めて低い電子工学素子の実現につながるかもしれない。

双方向の電流を一方向の電流に変換する整流は、現代の電子工学で不可欠なプロセスだ。整流を実現する電子工学素子はダイオードと呼ばれ、交流を直流に変えたり、超過電圧から電気回路を守ったり、電磁波を検出したりするために広く使われている。抵抗ゼロで流れる超伝導電流にこの概念を広げることは、基礎科学の観点と技術的観点の両方で魅力的な課題だ。京都大学化学研究所（京都府宇治市）の安藤冬希らは、一方向にのみ電気抵抗がゼロになる超伝導ダイオード効果とその磁場による制御を、空間反転対称性が破れた、極性構造（電気的な偏りがある構造）を持つ薄膜で実現し、Nature 2020年8月20日号373ページで報告した1。安藤らの研究結果は、エネルギー損失のない電荷輸送を一方向に限ることが可能であることを示した。

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翻訳：新庄直樹

Nature ダイジェスト Vol. 17 No. 11

DOI: 10.1038/ndigest.2020.201134

原文

One-way supercurrent achieved in an electrically polar film
  • Nature (2020-08-20) | DOI: 10.1038/d41586-020-02380-8
  • 井手上敏也（いでうえ・としや）岩佐義宏（いわさ・よしひろ）
  • 井手上敏也・岩佐義宏は、東京大学量子相エレクトロニクス研究センターと 同大学大学院工学系研究科に所属。

参考文献

  1. Ando, F. et al. Nature 584, 373–376 (2020).
  2. Sze, S. M. Semiconductor Devices: Physics and Technology (Wiley, 1981).
  3. Rikken, G. L. J. A., Fölling, J. & Wyder, P. Phys. Rev. Lett. 87, 236602 (2001).
  4. Wakatsuki, R. et al. Sci. Adv. 3, e1602390 (2017).
  5. Villegas, J. E. et al. Science 302, 1188–1191 (2003).
  6. Rikken, G. L. J. A. & Wyder, P. Phys. Rev. Lett. 94, 016601 (2005).
  7. Ideue, T. et al. Nature Phys. 13, 578–583 (2017).