京都大學研究生院研究生佐藤由紀領導的研究小組分析了銅酸鹽高溫超導體轉變為超導態過程中出現的奇特金屬態。結果,他們發現電子通過集體自組織排列,形成一種液晶態。該成果是與東京大學、九州產業大學、韓國科學技術院、德國馬克斯·普朗克研究所共同研究的成果。
超導是一種當某些材料冷卻到極低溫度時電阻完全為零的現象。人們相繼發現銅氧化物在高於-240°C的溫度下表現出超導性。在這種銅酸鹽高溫超導體中,出現了一種奇特的金屬態,其中特定方向上的一些電子在高於超導的溫度下消失。關於這種狀態(贗能隙態)目前還沒有得出明確的結論,它是現代物理學中最重要的問題之一。
在這項研究中,我們使用了一種比傳統方法靈敏度高數千倍的精確測量方法(高靈敏度磁扭矩測量),並模擬了典型銅酸鹽高溫超導體的高質量單晶( YBa2Cu3Oy).我們研究了帶隙態的磁性能。因此,在贗能隙狀態下,材料的磁性能根據方向(0°方向和90°方向)的不同而不同,電子團的自發排列導致了一種具有空間不對稱性的新型有序態。發現突然發生了變化(相變現象)。這種電子狀態稱為電子向列相。
這是首次將贗能隙態轉變為電子向列相的相變,這對於闡明高溫超導性具有重要指導意義。未來,預計電子向列相與高溫超導表現機制之間的關係將會有大量的討論。