由京都大学科学研究科研究生佐藤由纪领导的研究小组分析了铜酸盐超导体变成超导状态过程中出现的特殊金属状态。结果,人们发现电子通过集体自组织排列以产生某种液晶状态。这一成果是与东京大学、九州产业大学、韩国科学技术研究所、德国马克斯普朗克研究所共同研究的结果。

 超导是当某些物质冷却到极低温度时电阻完全为零的现象。在氧化铜中,在高于-240℃的温度下表现出超导性的物质陆续被发现。在这种铜酸盐超导体中,出现了一种特殊的金属状态,其中特定方向的一些电子在高于引起超导的温度下消失。关于这种状态(伪间隙状态),还没有得出明确的结论,这是现代物理学中最重要的问题之一。

 在这项研究中,我们使用了一种方法(高灵敏度磁扭矩测量),其灵敏度比以前高出数千倍,并模拟了典型铜酸盐超导体(YBa2Cu3Oy)的纯单晶。状态进行了调查。结果,在赝隙态下,物质的磁性质因方向(0°方向和90°方向)而异,电子布居自发排列,创造出一种具有空间不对称性的新型有序态。很明显变化是迅速的(相变现象)。这种电子态称为电子向列相。

 这是第一次阐明了向赝隙态的变化是向电子向列相的相变,这是阐明高温超导现象的重要指南。预计未来电子向列相与高温超导机理之间的关系将是有争议的。

纸张信息:[自然物理学] YBa2Cu3Oy 中赝隙开始时向列相变的热力学证据

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