【岡山大学】トポロジカル超伝導が結晶を歪ませる、新奇な物理現象を発見～量子コンピューターへの応用時、量子ビット作製の指針となることが期待～

2025（令和7）年 8月 29日
国立大学法人岡山大学

https://www.okayama-u.ac.jp/

＜発表のポイント＞

• トポロジカル超伝導体は、次世代量子コンピューターへの応用が期待されています。以前、本学の研究グループはCuxBi2Se3がスピン三重項トポロジカル超伝導体であることを発見しました。

• 今回、同グループはスピン三重項超伝導転移が結晶の歪みを引き起こすことを新たに明らかにしました。

• 本研究成果は、量子コンピューターへの応用に向けての材料基礎を築くものです。

◆概 要

　国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）の大学院環境生命自然科学研究科2年の伊藤海飛大学院生、高柳颯太大学院生（研究当時。現在、株式会社デンロコーポレーション）、同大学術研究院環境生命自然科学学域の俣野和明助教（研究当時。現在、岡山理科大学理学部物理学科准教授）、鄭国慶教授、物質構造科学研究所の中尾裕則教授らの研究グループは、トポロジカル超伝導体CuxBi2Se3が超伝導転移に伴って結晶を歪ませる新奇な物理現象を発見しました。

　本研究成果は、米国東部時間の2025年8月22日付で、米国物理学会速報誌「Physical Review Letters」にオンラインで掲載されました。

　トポロジカル超伝導体は、従来の超伝導体とは異なり、波動関数に「ひねり」が存在し、その表面電子状態が次世代の量子コンピューターの応用に期待されています。本研究で未知の物性が明らかになったことは、産業応用に向けた材料基礎の構築として注目されています。

超伝導転移温度と銅の含量xとの関係。x=0.4を境に、超伝導波動関数が異なる。下の挿入図はx<0.4領域で結晶の面が歪む様子を示している。面に垂直方向も歪む。

◆伊藤海飛大学院生と高柳颯太大学院生からのひとこと

　超伝導体結晶の歪みを初めて捉えた瞬間、二人で顔を見合わせて歓喜したことは、一生の宝物です。

伊藤海飛大学院生と高柳颯太大学院生（右）

◆論文情報
　論 文 名：Spontaneous Lattice Distortion in the Spin-triplet Superconductor CuxBi2Se3
　掲 載 紙：Physical Review Letters
　著 　者：俣野和明、高柳颯太、伊藤海飛、二田晴也、横山武蔵、Maria Mihaescu、中尾裕則、鄭国慶
　D O I：doi.org/10.1103/ddvn-8c9n

◆研究資金
　本研究は、科学研究費助成事業（No. 22H04482, No. 25K07207）および岡山工学振興会の支援を受けて実施しました。

◆詳しい研究内容について
　トポロジカル超伝導が結晶を歪ませる、新奇な物理現象を発見～量子コンピューターへの応用時、量子ビット作製の指針となることが期待～

　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r7/press20250822-2.pdf

◆参 考

・岡山大学 理学 部物理学科 低温物性物理学研究室

　https://www.physics.okayama-u.ac.jp/zheng_homepage/index.html

岡山大学津島キャンパス（岡山市北区）

◆本件お問い合わせ先

　岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域 教授　鄭 国慶

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1  岡山大学津島キャンパス
　TEL：[phone]
　FAX：[phone]

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  https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html