ポイント
- 物質中に方向の定まった正味の（平均してもゼロにならない）電流を振動電場である光電場によって流すことはできなかった。
- 超短パルス光の位相制御技術を用いて、超伝導体中に方向の決まった電流を発生させることに成功した（オームの法則に従わない物質中の電子の加速を実現）。
- 銅酸化物や鉄ヒ素化合物などの高温超伝導体への展開により、室温近傍で現在の１万倍の超高周波（ペタへルツ）電子回路の可能性が拓かれる。
ペタ（千兆）ヘルツの超高周波電場である光は、現在のギガ（１０億）ヘルツ駆動エレクトロニクスを飛躍的に高速化（高周波化）するポテンシャルを秘めています。しかし、振動電場である光によって、電子回路の基本動作である電流を一方向へ流すこと（電子を動かす方向を決めること）はできませんでした。東北大学 大学院理学研究科の岩井 伸一郎 教授、川上 洋平 助教らのグループは、有機超伝導体に極めて時間幅の短い光パルスを照射した瞬間、向きの定まった電流が生じることを発見しました。この結果は、オームの法則に従わない電子の加速が超伝導体中で起きていることを示します。今後、銅酸化物や鉄ヒ素化合物などの高温超伝導の機構解明や、ペタヘルツデバイスへの応用に役立つことが期待されます。
この成果は、英国科学雑誌「Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」に２０２０年８月１８日（日本時間）にオンライン掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「キャリアエンベロープ位相制御による対称性の破れと光機能発現」（研究代表者：岩井 伸一郎（ＪＰＭＪＣＲ１９０１））、および文部科学省 光・量子飛躍フラッグシッププログラム（Ｑ－ＬＥＡＰ）基礎基盤研究「強相関量子物質におけるアト秒光機能の開拓」（研究代表者：岩井 伸一郎（ＪＰＭＸＳ０１１８０６７４２６））の支援を受けて行われました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（９１６ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Petahertz non-linear current in a centrosymmetric organic superconductor”
(空間反転対称性を持つ有機超伝導体におけるペタヘルツ非線形電流) - ＤＯＩ：10.1038/s41467-020-17776-3
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
岩井 伸一郎（イワイ シンイチロウ）
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＜ＪＳＴ事業に関すること＞
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科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
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＜報道担当＞
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