1. 4d・5d遷移金属を用いた新規超伝導体の開発

超伝導は、電気抵抗がゼロになる量子現象であり、強力な超伝導マグネットなどへの応用が進められています。私たちは、4d・5d遷移金属に特徴的な電子状態や強いスピン軌道相互作用に着目し、新しい超伝導体の開発を進めています。 これまでに、新規超伝導体SrPt₃PやTa₂PdS₅を開発しました。SrPt₃Pでは、重いPt原子の低エネルギー格子振動が関与する強結合超伝導が実現しています。一方、Ta₂PdS₅では、強いスピン軌道散乱によって磁場による超伝導の破壊が抑制され、パウリ極限を超える高い上部臨界磁場が現れることを明らかにしました。 これらの成果は、超伝導の発現機構の理解を深めるとともに、強磁場下でも超伝導を維持できる新材料の開発につながると期待されます。

1. ハイエントロピー磁性材料の開発

ハイエントロピー化合物は、結晶中の同じ原子位置を複数種類の元素が占める物質です。多くの元素が混在することによって、従来の少数元素からなる化合物にはない新しい物性や機能が生まれると期待されています。 これまで、ハイエントロピー材料では熱的・電気化学的特性や触媒機能などが盛んに研究されてきました。私たちは、そのなかでも磁気物性に着目し、複数の磁性元素がランダムに配置された強い乱れを持つ物質でも、長距離磁気秩序が形成されることを明らかにしました。 さらに、元素の種類や組み合わせを幅広く選択できるハイエントロピー材料の特徴を利用し、磁気相互作用や磁気物性の制御に取り組んでいます。これにより、従来の材料設計では実現が難しかった新しい磁気状態や機能の開拓を目指しています。