量子极限状态における励起子の叠颁厂的状态の可能性 グラファイトが强磁场下で示す新奇电子相
强い磁场を加えたため、量子极限状态にあるグラファイトで実现されたと示唆される励起子の叠颁厂的状态のイメージ図。
© 2015 徳永 将史
东京大学大学院理学系研究科の秋叶和人大学院生らは东京理科大学の矢口宏教授と共同で、炭素原子が蜂の巣格子状に并んだグラファイトに强い磁场を加えると、正の电荷と负の电荷が対を形成して超伝导と类似した状态が生じる可能性を示しました。
一般に物质中を电気が流れると热エネルギーとして失われることが知られています。超伝导现象では、负の电荷を持った电子が対を组んだ量子状态を形成して电気抵抗がゼロになることによって、エネルギーの损失なく电流が物质中を流れます。しかし、理论的には、互いに逆符号の电荷を持つ粒子が対を作ることにより、超伝导的状态（励起子の叠颁厂的状态）が生じることも可能と考えられており、その実现に向けて半世纪近い间さまざまな研究がなされてきました。
今回、共同研究グループは、东京大学物性研究所で开発されたパルスマグネットを用いることで世界最高峰の强い磁场をグラファイトに加えて、グラファイトの电気的、磁気的性质の変化を详细に调べました。その结果、53テスラ以上の磁场下におかれたグラファイトでは、励起子の叠颁厂的状态が现れる可能性を示唆する観测结果を得ました。
电子対による超伝导现象は惭搁滨、超伝导リニアや电力输送など、社会的にも広く応用されている、またはされつつあります。今回新たに示唆された励起子の超伝导的状态について、その物理的性质はまだ谜に包まれています。本成果を受けて、その解明に向けた研究の発展が期待されます。
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论文情报
, "Possible Excitonic Phase of Graphite in the Quantum Limit State", Journal of the Physical Society of Japan 84 (2015) 054709, doi:10.7566/JPSJ.84.054709.
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