ポイント
- 極低温度の精密な熱力学的測定を通じて、多極子によって駆動される超伝導状態を包括的に特徴付けた初めての研究である。本実験により、非従来型の超伝導が多極子によって引き起こされることが明らかになった。
- 本研究は多極子が重要な構成要素となっている量子材料の超伝導特性について新たな知見を提供し、非従来型超伝導の包括的理解につながる。
- 多極子を利用した革新的なテクノロジーの実現につながると期待される。
東京大学 大学院理学系研究科の酒井 明人 講師と中辻 知 教授らによる研究グループは、高次多極子モーメントによって駆動される超伝導特性を初めて包括的な実験によって明らかにしました。
本研究では多極子秩序と超伝導が共存する極低温度の量子相において、希釈冷凍機中に自作の比熱測定および磁化測定システムを導入することで、多極子秩序中の非従来型超伝導の特性を世界で初めて明らかにしました。多極子が主役となる量子材料を利用した革新的なテクノロジーへつながることが期待されます。
本研究成果は、２０２５年３月３日（英国時間）付で「Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 先端国際共同研究推進事業（ＡＳＰＩＲＥ）「トポロジカル物質に基づく革新的量子エレクトロニクスの創成」（研究代表者：中辻 知、課題番号：ＪＰＭＪＡＰ２３１７）、科研費「トポロジカル磁性体における非線形非対角輸送現象の実験的研究」（研究代表者：酒井 明人、課題番号：ＪＰ２３Ｋ０３２９８）の支援により実施されました。
特に、科学技術振興機構（ＪＳＴ） ＡＳＰＩＲＥプログラムの支援を受けて本学が実施した国際シンポジウム「Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」および「Ｆｒｏｍ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｏ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｔｒａｎｓ－Ｓｃａｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（ＱＭＱＩ２０２４）」において、ジョンズホプキンス大学 量子材料研究所（ＩＱＭ）を始めとする世界各国の研究者と議論を重ねることで研究結果の解釈などに大きな進展をもたらし、本成果につながりました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（４１５ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Interplay between multipolar order and multipole-induced superconductivity in PrTi2Al20”
- ＤＯＩ：10.1038/s41467-025-57262-2
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
酒井 明人（サカイ アキト）
東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 講師
Tel：03-5841-4228
E-mail：akito
phys.s.u-tokyo.ac.jp中辻 知（ナカツジ サトル）
東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻
同 物性研究所 量子物質研究グループ
同 トランススケール量子科学 国際連携研究機構 教授
Tel：03-5841-4193
E-mail：satoruphys.s.u-tokyo.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
荒川 敦史（アラカワ アツシ）
科学技術振興機構 国際部 先端国際共同研究推進室
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
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＜報道担当＞
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