常圧と高圧で現れる高温超伝導のつながりを解明

―格子の歪んだ薄膜への高圧印加により二つの超伝導領域を橋渡し―

2026年8月20日 14:00

研究者情報

〇金属材料研究所　助教　Hsiao-Yi Chen
金属材料研究所　教授　野村 悠祐
研究室ウェブサイト

発表のポイント

常圧で超伝導を示す二層ニッケル酸化物薄膜に最大20 GPaの高圧を加え、超伝導転移温度が常圧の約40 Kから、16 GPaで最大73 Kまで上昇することを明らかにしました。
強磁場測定、高圧測定、希土類元素を置き換えた薄膜の比較により、結晶構造の変化に伴う電気伝導と超伝導転移温度との関係を明らかにし、常圧超伝導と高圧超伝導の関係を実験的に示しました。
本成果は、二層ニッケル酸化物に生じる高温超伝導の発現機構の理解を進めるとともに、結晶構造や電子状態の制御による新たな高温超伝導材料の設計につながることが期待されます。

発表概要

東京大学大学院工学系研究科の長田 礎 助教、塚﨑 敦 教授、同大学の十倉 好紀 卓越教授（国際高等研究所東京カレッジ）、理化学研究所創発物性科学研究センターの寺倉 千恵子 上級技師、Jean-Baptiste Morée研究員、吉川 明子 上級技師、中島 正道 上級研究員、東京大学大学院新領域創成科学研究科の今城 周作 准教授、東北大学金属材料研究所のHsiao-Yi Chen助教、野村 悠祐 教授、東京大学物性研究所の金道 浩一 教授、同大学大学院理学系研究科の有田 亮太郎 教授らの研究グループは、常圧で超伝導を示す格子の歪んだ二層ニッケル酸化物薄膜（注1）を作製し、強磁場測定と高圧測定を通じて、その超伝導特性を調べました。
本研究では、常圧で約40 Kであった超伝導転移温度が、16 GPa（ギガパスカル、注2）で最大73 Kまで上昇することを明らかにしました。これにより、従来はそれぞれ独立に研究されてきた高圧超伝導と常圧超伝導を、同一の物質系の薄膜試料で初めて実現しました（図1）。本成果は、高温超伝導の発現機構の理解と、新たな高温超伝導材料の設計につながることが期待されます。
本研究成果は、科学雑誌『Nature Materials』オンライン版（8月18日付）に掲載されました。



研究成果のイメージ図：圧力印加による二層ニッケル酸化物の結晶構造変化がもたらす超伝導の増強

用語解説

（注1）二層ニッケル酸化物
二層ペロブスカイト層と、岩塩構造層が交互に積層した酸化物。本研究では、La₂LnNi₂O₇（Lnは希土類元素）の薄膜試料を対象としました。
（注2）ギガパスカル（GPa）
圧力の単位で、1 GPaは約1万気圧に相当します。本研究の16 GPaは約16万気圧、20 GPaは約20万気圧に相当します。

論文情報

雑誌名：Nature Materials
題　名：Bridging ambient- and high-pressure superconductivity in La₂LnNi₂O₇ films
著者名：Motoki Osada, Chieko Terakura, Shusaku Imajo, Jean-Baptiste Morée, Akiko Kikkawa, Masamichi Nakajima, Hsiao-Yi Chen, Yusuke Nomura, Koichi Kindo, Ryotaro Arita, Yoshinori Tokura, Atsushi Tsukazaki
DOI：10.1038/s41563-026-02695-3

詳細（プレスリリース本文）

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