一連の科学者チームが、中国科学院合肥物理研究所の研究者たちは、高磁場施設（SHMFF）研究所からの支援を受け、電気輸送と磁気測定の研究を行っています。その結果、彼らは(InSe2)xNbSe2という新しい超伝導材料を発見しました。この材料は独自の結晶構造を持っています。この材料は通常圧力下で最も高い遷移金属硫化物超伝導体である、11.6Kの超伝導転移温度を持っています。
TMD材料は、触媒、エネルギー蓄積、統合回路など、さまざまな応用において注目を浴びてきました。しかし、彼らの潜在的な応用は、比較的低い超伝導転移温度によって制約されていました。
この研究では、研究者たちは化学式(InSe2)xNbSe2を持つ新しい超伝導材料を作製しました。一般的な条件とは異なり、低次元材料のvan der Waalsギャップに単原子が挿入される一般的な条件ではなく、(InSe2)xNbSe2は挿入されたインジウム原子がInSe2に結合し、密につながった鎖を形成することがわかりました。
研究チームのリーダーである張昌進教授は「この材料は、すべての遷移金属ジャルコゲン化物（TMD）超伝導体の中でも非常に高い転移温度を持っています。また、印象的な臨界電流密度も示しています。」と述べました。
(InSe2)0.12NbSe2サンプルの超伝導転移温度は通常圧力下で11.6Kに達し、純粋なNbSe2よりも60%高い値です。
さらに、(InSe2)xNbSe2超伝導体は、8×105 A/cm2という高い臨界電流密度を示し、これはすべてのTMD超伝導体の中で最も高い値です。この臨界電流密度は、カッパー系や鉄系化合物などの高温超伝導体と同等のものであり、その応用の可能性を示しています。
この発見により、超伝導性の研究と改良された特性を持つ高温超伝導体の開発において新たな可能性が開かれました。
資料：
Rui Niu et al、Enhanced Superconductivity and Critical Current Density Due to the Interaction of InSe2 Bonded Layer in (InSe2)0.12NbSe2、Journal of the American Chemical Society（2024）。DOI：10.1021/jacs.3c09756
よくある質問（FAQ）：
Q：超伝導転移温度とは何ですか？
A：超伝導転移温度は物質が超伝導状態になる温度のことを指します。この温度以下では、物質は電気抵抗がゼロになり、超伝導特性を示します。
Q：臨界電流密度とは何ですか？
A：臨界電流密度とは、超伝導状態の物質が通過できる電流の最大限界値です。この値を超えると、物質は超伝導状態を失い、通常の電気伝導体と同様の振る舞いをします。
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