JST 과제 해결형 기초연구의 일환으로서, 도쿄(東京) 대학 대학원 공학계 연구과 부속 양자상 일렉트로닉스 연구센터의 가와사키 마사시(川崎 雅司) 교수(겸 동북대학 원자분자 재료과학 고등연구기구 연계 교수)와, 동(同) 대학원 종합 문화연구과의 우에노 카즈노리(上野 和紀) 준교수 등은 재료에 있어서 전기 흐름의 용이함을 전압에 의해 제어하는 전계효과를 이용한 독창적인 재료개발 수법에 의해, 새로운 초전도 재료를 발견 하였습니다. 지금까지 발견된 동산화물(銅酸化物) 고온 초전도체 등은 전기를 흘려 보내지 않는 절연체에 불순물을 섞어서 전기를 통하게 하는 화학적인 수법으로 만들어져 왔습니다. 본 연구는 초전도체가 되지 않는다고 여겨져 온 절연체를 전기적인 수법으로 초전도체로 만든 최초의 사례입니다.

전계효과는 반도체 집적회로의 트렌지스터로서 실용화되어 있으며, 전압에 의해 재료에 전자 등의 전도 캐리어를 축적할 수 있습니다. 이번 발견에서는, 이온을 포함하는 액체에 담근 고체 표면에 자발적으로 형성되는 전기 이중층(二重層)을 이용한 새로운 타입의 전계효과에 의해 화학적 수법에 필적하는 농도의 전도 캐리어를 축적하는데 성공하였습니다. 초전도가 되는 물질의 후보로서, 불순물이 섞이기 어려운 탄탈산(酸)칼륨을 선택하여 탄탈 1원자 당 0.1개에 해당하는 다량의 전도 캐리어를 도입함으로서 절대온도 0.05K 이하에서 전기가 지속적으로 흐르는 초전도 상태를 만들어 냈습니다.

본 연구에는 신규 초전도 재료개발에 새로운 길을 개척했다고 하는 의의가 있습니다. 종래의 수법에서는 초전도의 주요 재료로써 사용할 수 없었던 다양한 재료에 초전도 재료개발을 확대해 나가는 것으로 앞으로 더욱 높은 온도에서 초전도가 되는 신재료가 발견 가능할 것으로 기대됩니다.

본 연구는, 동북대학 원자분자 재료과학 연구기구, 동 대학원 이학연구과의 협력을 얻어 이루어졌으며, 본 연구 성과는 2011년 5월 22일(영국 시간)에 영국 과학 잡지「Nature Nanotechnology」의 온라인 판(版)에서 공개됩니다.

상세(발표문 본문) 

<문의처>

<연구에 관한 것>

가와사키 마사시(川崎 雅司)

도쿄대학 대학원 공학계 연구과부속 양자상 일렉트로닉스 연구센터 교수

주소: 〒113-8656　東京都文京区本郷7－3－1

Tel: +81-3-5841-6866 FAX: +81-3-5841-6866

E-mail: kawasaki*ap.t.u-tokyo.ac.jp (*를 @로 바꾸어 주십시오)

우에노 카즈노리(上野 和紀)

도쿄대학 대학원 종합문화 연구과 광역과학 전공 준교수

주소: 〒153-8902　東京都目黒区駒場3－8－1

Tel：+81-3-5454-6521

E-mail：ueno*phys.c.u-tokyo.ac.jp (*를 @로 바꾸어 주십시오)

이시이 테츠야(石井哲也)

과학기술 진흥기구 이노베이션 추진본부 연구영역 종합 운영부

주소: 〒102-0075　東京都千代田区三番町5　三番町ビル

Tel：+81-3-3512-3524　Fax：+81-3-3222-2066

E-mail:crest*jst.go.jp (*를 @로 바꾸어 주십시오)