ポイント
- 超伝導体を特徴づける2つの基本的な長さ「コヒーレンス長」と「磁場侵入長」を、実験データを一切用いずに計算する手法の開発に成功。
- 超伝導密度汎関数(はんかんすう)理論に「有限の運動量を持つクーパー対」を導入することで実現。転移温度・コヒーレンス長・磁場侵入長を同一の理論から同時に求めた計算は世界初。
- 今後、超伝導線材や超伝導磁石の設計、および高い転移温度を持つ新超伝導体の探索への応用に期待。
横浜国立大学 大学院工学研究院の河村 光晶 准教授、東京都立大学 大学院理学研究科の野本 拓也 准教授、ヴュルツブルク大学のニクラス・ヴィット 博士、東京大学 大学院理学系研究科の有田 亮太郎 教授(理化学研究所 創発物性科学研究センター チームディレクター)らの研究グループは、超伝導体を特徴づける2つの基本的な長さ「コヒーレンス長」と「磁場侵入長」を、実験データを一切用いずに計算する第一原理計算手法を開発しました。アルミニウムやニオブなどの単体金属から、高圧下で約200K(-73℃)の高い転移温度を示す硫化水素まで、幅広い超伝導体について実験値をよく再現することを確認しました。本成果は、超伝導線材や超伝導磁石の設計、新しい超伝導体の探索に貢献すると期待されます。
本研究成果は、2026年11月3日(米国東部時間)付で、アメリカ物理学会(APS)が発行している国際科学雑誌「Physical Review Letters」に掲載されるとともに、注目論文として「Editors' Suggestions」に選出されました。また、同じくAPSが発行している「Physics(Physics Magazine)」でも取り上げられ、解説記事が掲載されました。
<本研究を支援したJSTの制度>
経済安全保障重要技術育成プログラム(K Program)
<論文タイトル>
- “First-Principles Calculation of Coherence Length and Penetration Depth Based on Density Functional Theory for Superconductors”
- DOI:10.1103/lrhl-j9bt
<プレスリリース資料>
- 本文 PDF(388KB)
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