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[写真]東北大、フラーレン超電導体の転移温度を最大にする方法を明らかに

2015年4月20日 13:19

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フラーレンC60超伝導体の、3次元的な結晶構造。フラーレン分子は60個の炭素原子からなり、切頭正二十面体（サッカーボール）型の分子である。これが規則正しく3次元的に配列した結晶構造を有する（東北大学などの発表資料より）

フラーレンC60超伝導体の、3次元的な結晶構造。フラーレン分子は60個の炭素原子からなり、切頭正二十面体（サッカーボール）型の分子である。これが規則正しく3次元的に配列した結晶構造を有する（東北大学などの発表資料より）

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  • C60分子間距離の変化によるフラーレンの電子状態の変化を示す図。右：分子が歪んだ状態で固定されており、電子は分子から分子へ飛び移れず、電気的に絶縁の状態（モット－ヤーン－テラー絶縁体）。中：電子が分子間を移動し、それに合わせて分子が時間的に歪んだ状態（ヤーン－テラー金属）。真ん中の軌道にある電子が移動できる。この状態で超伝導転移温度が最高になる。左：分子は歪んでおらず、電子は分子から分子へと自由に伝わっていく状態（通常の金属）。3つの軌道は同じ準位にあるため、3つの電子は均等に配置されている。右の状態で分子間距離が最も長く、分子間距離が小さくなると中→左と変化していく。（東北大学などの発表資料より）
  • フラーレン固体の電子相図。C60分子1個当たりの占める体積（横軸、C60分子間距離）と温度（縦軸）平面上でのフラーレン固体（左上挿入図）の電子状態。右端の一番分子間距離の大きい状態が、分子のひずんだモット－ヤーン－テラー絶縁体状態。分子間距離が小さくなると、分子のひずんだヤーン－テラー金属状態となり、超伝導が現れ、超伝導転移温度（Tc）は最大値をとる。さらに分子間距離が小さくなると、分子ひずみのない通常の金属状態となり、超伝導転移温度も低下していく。（東北大学などの発表資料より）

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