岡山大学や中国福建師範大学などの国際共同研究グループは、カゴメ格子構造を持つ超伝導体「CsV3Sb5」に精密なひずみを加える実験を行い、超伝導が2段階に分離する現象を世界で初めて突き止めたと発表した。引っ張る力を強めることで特殊な超伝導状態が増強されることも確認された。本研究成果は2026年8月28日、米国物理学会の速報誌「Physical Review Letters」に公開され、注目論文（Editors’ Suggestion）に選出された。

独自装置を用いたカゴメ金属へのひずみ印加実験

岡山大学大学院環境生命自然科学研究科の竹内優介大学院生（研究当時）、学術研究院環境生命自然科学学域の川崎慎司准教授、鄭国慶教授、中国福建師範大学のYong Zhao教授らの国際共同研究グループは、独自に開発した「一軸ひずみセル」を用いて実験を実施した。研究対象となったのは、竹かごの編み目模様のような原子配列を持つカゴメ超伝導体「CsV3Sb5」で、極低温環境下において結晶に精密な引張および圧縮応力（ひずみ）を加えた。

実験の結果、結晶を引っ張ることで、これまで1つに見えていた超伝導が「ひずみに反応しやすい非従来型の特殊な超伝導」と「ひずみに影響されにくい従来型の標準的な超伝導」の2段階に分裂して現れることが判明した。さらに、引っ張る力を強めるほど非従来型の超伝導転移温度（Tc）が上昇し、著しく増強されることが世界で初めて突き止められた。これにより、機械的なひずみによって特定の超伝導を制御できることが示された。

研究の意義と今後の期待

物性物理において結晶ひずみは、磁場や圧力に次ぐ新しいパラメータとして有効であることが実証された。川崎慎司准教授は「これからも、この独自技術を武器に、学生たちとともに大胆に未知の現象に挑み続けます」としている。

ひずみによって電子の経路を変えて特定の超伝導を直接操る手法は、銅酸化物などの非従来型超伝導のメカニズム解明への手がかりとなり、将来の次世代量子デバイスや転移温度の高い超伝導材料の設計基盤となることが期待されている。

論文情報

• 論文名：Strain-Tuned Nodal Superconductivity in the Charge-Ordered Kagome Metal CsV3Sb5
• 掲載誌：Physical Review Letters
• 著者：Yusuke Takeuchi, Akito Kobayashi, Saki Uchida, Takumi Nagao, Seigo Ogawa, Rui Zhou, Shinji Kawasaki, Fei Song, Hao Ni, Yong Zhao, and Guo-qing Zheng
• DOI：https://doi.org/10.1103/mzgp-2lzb

本記事は国立大学法人岡山大学の発表をもとに作成。

Dellows News編集部

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