◆ 先端科学技術セミナー（物性物理工学の最前線） B303講義室 後期 水3限 2016 10. 12 超伝導の発見 “door meten tot weten” － 測定を通じて真実に至る 1911 Kamerlingh Onnes 水銀(Hg)をある温度以下に冷やすと 突然 「電気抵抗がゼロ」 になることを発見 超伝導のフロンティア ～ 超伝導発見から１００年の軌跡と未来へ～ 超伝導の発見 Nobel Prize ( 1913 ) 椋田 秀和 電気抵抗 e- 大阪大学 基礎工学部 物性物理科学コース 大阪大学大学院 基礎工学研究科 物性物理工学領域 Hgの場合 : Tc=4.2K 電 子 e電子 e- ee- e- 超伝導状態 常伝導状態 温度 超伝導発現の理屈はともかく、、、 超伝導 リニアモーターカー 実現へ一歩 JRマグレブ MLX01-2 電気抵抗ゼロは いかにすばらしいか ～超伝導の応用例～ ① 大電流を流せる 巨大磁場の発生 ② 永久電流で電気を貯める 電力貯蔵 ③ ジュール熱でのエネルギー損失なし！ 送電線や様々な電気製品での 電力損失なし 鉄道として世界最高 ６０３ km/h 東京∼大阪 約1時間 JR東海 より 超伝導 磁石を搭載 2014年度に着工。 東京―名古屋間 で2027年に開業。 2045年には大阪 まで延伸 朝日新聞より転載 2011年4月21日 MRI 応用例 (磁気共鳴画像法) 超伝導電力貯蔵システム Magnetic Resonance Imaging 東芝が2003年に 中部電力に納入。 シャープ（株）亀 山工場 に設置 電力貯蔵用 超伝導コイル 超伝導磁石 落雷などにより電力系統 の 電圧が一瞬低下して しまう瞬低は，工場の生 産に多大な損害を与える 場合が あります。 瞬低対策として一般には コ ンピュータなどの無停 電電源装置がよく知られ ていますが，SMESは比 較的 大きな規模（10 MVA規模）の工場ライ ン をまるごと瞬低被害から 守ります。 ノーベル医学生理学賞（2003年） －MRIの開発－ https://www.toshiba.co.jp/tech/review /2004/02/59_02pdf/rd03.pdf 技術開発機構 NEDO HPより Lauterbur Mansfield 電気（永久電流）を直接超伝導コイルに「磁気エネルギー」として貯蔵 世界を巡る超伝導ケーブルによる 自然エネルギー電力ネットワーク…の夢 電気抵抗ゼロを利用したロスのない超電導送電線 超伝導ケーブル 2006年 世界初の敷設 （住友電工） 本格送電に向けて一歩ずつ、、、、 住友電工 HPより http://www.sei.co.jp/super/ 北澤宏一 こんなにすばらしい性質があるのに、、、、 世界を巡る夢の超伝導ケーブルネットワーク（北澤宏一、ニュートン 2001年1月号） なぜ超伝導になるのか？ 応用上の最大の障害 ・超流動の発見 ・ボーズ・アイン シュタイン凝縮 ・量子力学の発展 超伝導発見 (1911) ・低温寒剤が必須 夢の室温超伝導が 発見されると解決！ (人類の夢) コストがかかる 装置が大きくなる （寒剤のスペース） 「BCS理論」 により解明 (1957) 半世紀近い 悩み Onnes Nobel Prize ( 1913 ) Bardeen Cooper Schrieffer Nobel Prize (1972) 古典的な物理学 では説明できな かった 低温物理学の もう一つの華！ 超流動の性質① （193１） 粘性がゼロ！の液体 超流動の発見 超流動体 常流動体 （粘性なし！） （粘性あり） （液体ヘリウム 2.17 K に冷却 ） 超流動ヘリウム 通常の液体 多孔質素材 粘性がゼロ! 回転 超さらさらな液体！ 液体ヘリウム（４）は ２．１７K 以下で超流動状態 漏れてくる 漏れない （スーパーリーク） 超流動の性質② 容器を勝手に這い上がってこぼれ出る 巨視的スケールに現れる量子力学の世界 超伝導 超流動 低温物理学の華！ 磁石 超伝導体 電気抵抗ゼロ 粘性ゼロ 多くの金属、酸化物など ヘリウム４、ヘリウム３など 電荷を持つ (-2e) 電気を運ぶ 電気的には中性 質量を運ぶ フィルムフロー 容器の壁を目で見えな いほどの薄い膜となっ て這い上がり容器の外 に流れ出す現象 ヘリウム4の超流動：ボーズアインシュタイン凝縮 ２つの粒子の従う統計性の違い（量子統計） ボーズ粒子 フェルミ粒子 ボーズ統計 フェルミ統計 4He N 10 23 箱の中に N 個の粒子 23 N N 10 10 23 T0 K １状態に何個でも 入れる 箱の中に一様に分布 （ 粒子の波動性 ） 1937 超流動の発見 TSF=2.17K P. L. Kapitza （Nobel prize in 1978） １状態に1個 （パウリの原理） 低温 波動性が無視できない （Nobel prize in 1978） 1938 ボーズ-アインシュタイン凝縮 (ＢＥＣ) として説明 F. London ヘリウム原子 軽い！ 運動エネルギー E 熱エネルギー 熱平衡のとき 1 2 mv 2 E 3k BT v m 3 k BT 2 熱的ド・ブロイ波長 D h 3mk BT 超伝導発見から半世紀のなぞ a0 : 平均粒子間距離 (He: サブｎｍ程度) h 3mk BT D 「軽いもの＋低温」で特に波動性が顕著 1911 超伝導状態 Kamerlingh Onnes e- D a D a D ~ a D a D a 4He原子 干渉 ２Ｋ付近で、熱的ドブロイ波長は平均原子間距離を超える 低温 高温 e- Nobel Prize ( 1913 ) なぜ？ 温度 古典的な物理学の範疇ではとうてい 説明できない TSF=2.17K BEC 超流動 電子 電気抵抗 1937 超流動の発見 TSF=2.17K P. L. Kapitza ド・ブロイ 熱的ド・ブロイ波長 高温 粒子的に扱える ヘリウム4の超流動：ボーズアインシュタイン凝縮 D h : プランク定数 =6.63x10-34Js T0 K エネルギーが とびとびの値 （ボーズ粒子） h h p mv 1938 ボーズアインシュタイン凝縮 (ＢＥＣ) として説明 F. London ボーズ・アインシュタイン凝縮（BEC） A. Einsteinの予言 (1925) (=低温でほとんどの粒子が最低エネルギーの同じ状態をしめる） 4He （ボーズ粒子） ほぼ半世紀間、謎のままだった＊ 常流動 e- 電子はフェルミ粒子！ 電子は 「ボーズ凝縮」 を起こせるのか？ 4He 電子 （フェルミ粒子） （ボーズ粒子） 超伝導50年の謎を解く -BCS理論 1957 Bardeen, Cooper, Schrieffer (BCS) 理論 クーパー対 電子２個が対をつくって 運動 （クーパー対を形成） EF Bardeen ∆ Cooper (1956) 1023 フェルミ粒子２つが対 (クーパー対)をつくれば ボーズ粒子として 振る舞う フェルミ粒子 ボーズ粒子 １状態に1個 （パウリの原理） １状態に何個でも 入れる 4He ボーズ・アインシュタイン 凝縮 (ＢＥＣ) 4He 4He と 3He 安定同位体 陽子 電子－格子相互作用を 媒介とした電子間引力 中性子１個の差が、、、、、 それまでに知られてい た超伝導の実験結果 を見事に説明した！ （Nobel prize in 1978） --- 2 --- 2 --- 2 陽子 中性子 電子 全フェルミ粒子数 6 --- 2 --- 1 --- 2 + + ++ + + ++ + + ++ ++ + + + + + 3He （ボーズ粒子） 1937 超流動の発見 P. L. Kapitza TSF=2.17K 電子 陽子 中性子 電子 Schrieffer － + － 量子統計性の違いから来る超流動状態の違い 4He 3He 中性子 + － クーパー対 (電子対) 超流動 Cooper Nobel Prize (1972) 1938 ボーズアインシュタイン凝縮 (ＢＥＣ) として説明 F. London （フェルミ粒子） 1972 超流動の発見 TSF=0.001 K D. Osheroff et al. （Nobel prize in 1996) フェルミ粒子が対 (3He原子のクーパー対) をつくってボーズ粒子として振る舞う 3He 全フェルミ粒子数 5 4He 3He フェルミ粒子が偶数個集まると ボーズ粒子として振る舞う EF 4He 原子 = ボーズ粒子 ボーズ統計 3He原子 = フェルミ粒子 フェルミ統計 液化温度 T=4.2K 液化温度 クーパー対および対形成機構の多様性 超伝導の クーパー対 (BCS機構) クーパー対 3He 超流動の クーパー対 電子 ∆ ボーズ・アインシュタイン 凝縮 (ＢＥＣ) 電子 ボーズ粒子 フェルミ粒子 「BCSの壁」を越えた超伝導の発見 (1993) 超伝導転移温度の 最高記録は1985年 当時、24Ｋ（Ｎｂ３Ｇｅ） 160 銅酸化物 格子振動( フォノン )を 媒介した引力（ＢＣＳ機構） 理論家は、、、、 超伝導転移温度 は高くても 30~40K程度まで 3He スピン揺らぎ (スピンを同じ方向揃 えようとする揺らぎ) s波一重項 p波三重項 クーパー対形成機構の多様性 臨界温度（Ｋ） 140 3He １状態に1個 （パウリの原理） T=3.0K Ｑ．超流動転移するのか？？？ 超流動転移温度 TSF=2.17K １状態に何個でも 入れる TlCaBaCuO TlCaBaCuO 120 BiCaSrCuO YBaCuO 100 80 液体窒素 60 「BCSの壁」 40 限界と思われていたが、 20 0 HgCaBaCuO -100℃ （高圧下） HgCaBaCuO （高圧下） HgCaBaCuO 鉄系高温超伝導 物質群 MgB2 LaSrCuO NbN Pb NbC Nb Hg V3Si Nb3Ge SmFeAsO0.9F0.1 LaFeAsO0.89F0.11 LaBaCuO Nb-Al-Ge PuCoGa5 Nb3Sn CeCu2Si2 1910 1930 1950 1970 1990 重い電子系 LaFePO 年 -273℃ 銅酸化物高温超伝導体の発見 (1986) 1986 Bednorz & Müller 銅酸化物 (La2-xBaxCuO4)で超伝導 銅酸化物高温超伝導体の特徴 “Possible High Tc Superconductivity in the Ba-La-Cu-O System” Müllerらの探索指針 Jahn-Teller型の強い電子・格子間相互 作用を持つ系としてCuO6八面体を含む物 質を探索した。 （BCS機構を最大限に生かした超伝導） 電気抵抗 (Ω cm) Müller Nobel Prize ( 1987 ) O Cu Tc～ 30K Tc～ 30K Bednorz CuO2 面 La2-xBaxCuO4 CuO2 面 ・ もともと反強磁性絶縁体 温度 （Ｋ） ・ キャリアドープで超伝導 J.G.Bednorz and K.A.Muller, Z.Physik B64,189 (1986) 高温超伝導フィーバー 銅酸化物の発見がもたらしたもの La2-xBaxCuO4 Tc～ 30K 従来の超伝導の常識 を覆す発見! 必ずCuO2面を含む2次元層状構造 高圧下で 「153K」 まで上昇 HgBa2Ca2Cu3O8+y YBa2Cu3O7 Tc~ 130K (高温超伝導の常圧下世界記録) Tc~ 90K Bednorz Müller ① セラミクス（電気を通さない 絶縁体）を母体とした物質で超 伝導が出たことの驚き La2-xBaxCuO4 Tc~ 30K ② 従来超伝導を壊すと理解さ れていた磁性（反強磁性）に近 いところでのみ超伝導が発現す ることの驚き 強相関電子系物質群での超伝導探索へ 発見から25年経たが未だに謎！ なぜこんなに高い温度で超伝導？？ Hg系 (高温超伝導の世界記録) Tc~ 130K 金属の超伝導を解明した BCS理論では、高温超伝導 を説明できない。発見後、25 年以上経た現在も、まだ万 人が納得する決定的な理論 は現れていない。 高い温度でも超伝導状態を保つには より強いクーパー対形成の引力機構が必要！ メカニズム解明に向けて ① BCS理論と同じく クーパー対は形成される ～状況証拠 ② 傍らに反強磁性相がある 強い電子間の斥力がある ＊ただし対の空間対称性が異なる BCS理論で理解され る通常の超伝導 s波一重項 クーパー対 銅酸化物 ｄ波一重項 クーパー対 同じところに来ない（原点で 振幅ゼロ）のが安定 強い電子間の斥力による ヒント ～超伝導と磁性の出会い～ 反強磁性スピン揺らぎによる対形成の描像 発見から２５年間の「謎」への挑戦 多くの人が信じている 実験的に明らかになった相図 格子振動を媒介 多層型銅酸化物から得た相図(2008) 反強磁性スピン揺らぎを媒介 BCS 機構 乱れのない理想的な銅酸素面 乱れた銅酸素面 強磁性スピン揺らぎを媒介 3He スピン 機構 銅酸化物での高温超伝導 再現する理論がある！ しかし、理論で誰も再現できていない 反強磁性相互作用から生まれる超伝導！ 超伝導発現機構の多様性！ （反強磁性と超伝導はどちらも同じ起源！） - 潮流 - 今、私たちの研究フロンティア 1979以前の超伝導の「常識」 「超伝導」と「磁性」は犬猿の仲！ 1975 最初の重い 電子系の発見 CeAl3 超伝導体(BCS機構のもの)に磁性不純物 を添加してみる （たとえば強磁性不純物） 磁性が深く関係した最初 の重い電子系超伝導体 (Tc=0.6K) クーパー対 Ｊ Ｊ： クーパー対をなす片方の電子 スピンのみを反転させようと働く Ｊ 磁性不純物が少しでもあると、 クーパー対の破壊 ( 超伝導状態を壊す働き) Steglich (Germany) 「超伝導」と「磁性」は仲悪い！ ＊三宅先生作成の図表を元に更新 強相関電子系で 世界初の超伝導!! 重い電子系超伝導 電子同士がにらみ合って動きにくい電子系(=強相関電子系) で共通して起こる 「けったい」な超伝導(=非BCS機構) 1979 重い電子系物質CeCu2Si2で初めて超伝導の発見 (Tc= 0.6 K ) BCS型超伝導体と明確に異なる電子状態 反強磁性 4f電子 スピン ＲＫＫＹ相互作用 4f電子 （ﾙﾀﾞｰﾏﾝ-ｷｯﾃﾙ-粕谷-芳田） 局在 Kondo効果 （近藤 淳） 遍歴 他の強相関電子系 超伝導でも 160 s波一重項 クーパー対 ｄ波一重項 クーパー対 臨界温度（Ｋ） 140 Steglich (ドイツ) 超伝導が反強磁性 の傍で発見された！ 120 100 80 液体窒素 60 40 20 金属系超伝導 (BCS型) Pb Hg 圧力で磁性体が超伝導へ変貌！ 「反強磁性」相から離れると超伝導は消える！ 「磁性」を担っていた電子がなんと「超伝導」も担う！ 0 1910 NbC Nb NbN 1930 V3Si Nb3Ge 重い電子系 超伝導 PuCoGa5 CeCu2Si2 1950 1970 1990 「反強磁性」を起源とした新しいタイプ（非BCS機構）の超伝導 クーパー対の引力源が異なる！ 年 - 潮流 - 今、私たちの研究フロンティア - 潮流 - 今、私たちの研究フロンティア スピン三重項 超伝導体 強磁性体から 生まれる超伝導 高温超伝導体と 同一構造(CuRu) 強磁性1 p波三重項 クーパー対 p波三重項 クーパー対 電子 3He 3He （おそらくp波三重 項クーパー対） 電子 超伝導 強磁性2 Tc=1.5 K Tc=0.75K Tc=0.001K Saxana (Cambridge,UK) ＊三宅先生作成の図表を元に更新 ＊三宅先生作成の図表を元に更新 - 潮流 - Strategy for higher-Tc superconductor 今、私たちの研究フロンティア BCS mechanism MgB2 Tc=39 K Tc 1.13D 1 exp kB N E V ( ) F D : Debye frequency N ( EF ) : DOS at EF V : pairing interaction λ-μ* μ*: effective Coulomb interaction Debye frequency D ~ BCS機構の超伝導体 Tc (39K) 1 M ~ 0.5 M : Mass of atom Strategy for higher-Tc ① High 青学大：秋光純教授 N ( EF ) ② High V ③ High D オリジナルは三宅先生作成 ＊三宅先生作成の図表を元に更新 BCS超伝導機構を最大限に生かす MgB2: Tc=38K - 潮流 - Higher Tc ？ 今、私たちの研究フロンティア 鉄系高温超伝導 B-doped diamond: Tc~10K LaFeAsO0.89F0.11 FeAs面 C B Tc=26 K 軽元素（B ）からなるsp2 混成軌道 1 D ~ M 類似物質で 55K まで上がった! (中国のgroup) ダイヤモンド構造 (sp3 混成軌道 ) 強い電子-格子相互作用 銅酸化物に次ぐ第2の 高温超伝導物質群 ホウ素置換でホールドープ 高いデバイ周波数 強い電子-格子相互作用 BCS機構での 室温超伝導 の期待も、、、？ ＊三宅先生作成の図表を元に更新 細野グループ (東工大) 価数揺動超伝導機構 鉄系高温超伝導の謎 (2008-) 鉄系超伝導体 はなぜこれほどTc（最高55K）が高いのか？！ 新しさ：超伝導の傍には 磁気相転移と共に 構造相転移のあること 反 強 磁 性 Pv Pm 「スピンの自由度」 ＋「軌道の自由度」 の新しい物理があるか？ 超伝導 銅酸化物高温超伝導に似ている!? 拡張s波クーパー対？ 結晶化学入門 遠藤忠 他 講談社サイエンティフィック SC1 バレンススキップ機構 Energy 280 Abrikosov Ginzburg Leggett Tl+3 0e- Josephson Tl3+ 2e- 0eCharge Kondo Effect 室温超伝導発見! (20XX) H. Matsuura and K. Miyake, J. Phys. Soc. Jpn, 81 (2012) 113705 240 光誘起瞬間超伝導 (2014) 光誘起 硫化水素(超高圧下) (2015) 超高圧 超伝導の新時代到来 200 ドライアイス(-78℃) 180 沈黙の四半世紀 160 Bednorz 140 TlBaCaCuO 120 ? (on-site attractive interaction) 新しい超伝導機構の可能性？ High Tc=203K of H2S under 160GPa FeSe単原子層 (2014) YBaCuO 単原子層化 FeSe単原子膜 Bardeen Cooper Schrieffer 1957 BCS理論 「BCSの壁」 Onnes 0 地球内部 に相当 TlBaCaCuO 液体窒素(-194℃) 40 20 HgBaCaCuO （高圧下） HgBaCaCuO BiSrCaCuO 100 80 Müller 銅酸化物 60 Negative U model 1911 Pb NbC Nb Hg NbN V3Si Nb3Sn 秋光純 LaSrCuO MgB2 Nb3Ge LaBaCuO Nb-Al-Ge SmFeAsOF 鉄系 LaFeAsOF LaFePO 細野秀雄 1910 1930 1950 1970 1990 2010 2030 年 High Tc=203K of H2S under 160GPa Comparison with theory and experiment BCS theory S H 超伝導臨界温度（Ｋ） Tl+1 Y. Matsushita et al., Phys.Rev.Lett.94.157002(2005) U(ns1) < U(ns0), U(ns2) 氷(0℃) 220 1973 Tl1+ For valence skipper (Miyake et al.) 260 2e- En : total energy of n+ ionic state Pb1-xTlxTe 価数揺らぎ機構 300 2003 Tl+2 SC Ce3+ Ce4+ 室温超伝導体は本当にあるのか？ Tl+1＜Tl+3≪Tl+2 Pb1-xTlxTe SC2 Ce3+ 反強磁性 揺らぎ機構 これまでにない超伝導機構の可能性 H H2S Large for light elements! 1st principle cal. H2S H3S ? Large DOS ＠EF 状態密度 N（E） DAC 原子価スキップ元素 重い電子系 CeCu2Si2 (Tc=1~2 K) エネルギーE EF P. Drozodov et al., Nature 525, 73 (2015) D. Duan et al. Sci. Rep. 4, 6968 (2014). Y. Li et al., J. Chem. Phys. 140, 174712 (2014). D. A. Papaconstantopoulos et al., Phys. Rev. B 91, 184511 (2015) R. Akashi et al. Phys. Rev. B 91, 224513 (2015) M. Einaga et al., Nat. Physics, 3760 (2016) R. Akashi et al. Phys. Rev. B 91, 224513 (2015) M. Einaga et al., Nat. Physics, 3760 (2016) ・Stable state is H2S？or H3S？ No experimental evidence for presence of H Relation with onset of SC 室温超伝導体は本当にあるのか？ 元素の組み合わせは無限！ 室温超伝導体はあるのか？ 1 H 水素 3 4 Li Be 導電材料、絶縁素材、 B C N O 磁性材料、半導体素子、 Al Si P S 特殊素材、........ etc. リチウム ﾍﾞﾘﾘｳﾑ 11 12 Na Mg ﾅﾄﾘｳﾑ 19 ﾏｸﾞﾈｼｳﾑ K Ca 20 カリウム ｶﾙｼｳﾑ 37 38 Rb Sr 21 Sc ｽｶﾝｼﾞｳﾑ 39 Y 22 23 24 Ti V Cr チタン ﾊﾞﾅｼﾞｳﾑ クロム 40 41 42 Zr ﾙﾋﾞｼﾞｳﾑ ｽﾄﾛﾝﾁｳﾑ ｲｯﾄﾘｳﾑ ｼﾞﾙｺﾆｳﾑ 55 56 Cs Ba ｾｼｳﾑ 87 ﾊﾞﾘｳﾑ 88 Fr Ra ﾌﾗﾝｼｳﾑ ﾗｼﾞｳﾑ ランタ ノイド アクチ ノイド 57-71 89-103 57 58 La Ce Th ｱｸﾁﾆｳﾑ ﾄﾘｳﾑ まとめ Hf Nb Mo Ta W ﾀﾝｸﾞｽﾃﾝ 106 Rf Db Sg ﾗｻﾞﾎｰｼﾞｳﾑ ドブニウム ｼｰﾎﾞｰｷﾞｳﾑ 59 60 61 Nd Pm ﾌﾟﾗｾｵｼﾞﾑ 91 25 26 27 28 29 Mn Fe Co Ni Cu Zn 鉄 44 ｺﾊﾞﾙﾄ 45 ﾆｯｹﾙ 46 銅 47 亜鉛 48 Tc Ru Rh Pd Ag ﾚﾆｳﾑ 107 Pa U ウラン Np ｵｽﾐｳﾑ ｲﾘｼﾞｳﾑ 108 109 ﾎﾞｰﾘｳﾑ ﾊｯｼｳﾑ 62 Pu ﾈﾌﾟﾂﾆｳﾑ ﾌﾟﾙﾄﾆｳﾑ 63 白金 110 銀 79 Cd 金 111 4 Li Be 5 6 7 8 9 F Ne ホウ素 13 炭素 14 窒素 15 酸素 16 フッ素 17 ネオン 18 Cl Ar Na Mg ｱﾙﾐﾆｳﾑ ｼﾘｺﾝ 31 32 リン 33 イオウ 34 塩素 35 ｱﾙｺﾞﾝ 36 ﾅﾄﾘｳﾑ 19 ﾏｸﾞﾈｼｳﾑ K Ca Ga Ge As ｶﾞﾘｳﾑ ｹﾞﾙﾏﾆｳﾑ 砒素 49 50 51 In Sn ﾏｲﾄﾈﾘｳﾑ ﾀﾞﾙﾑｼｭ ﾀｯﾃｨｳﾑ 64 65 66 ﾃﾙﾋﾞｳﾑ 97 ｼﾞｽﾌﾟﾛｼｳﾑ Bk Cf ﾕｳﾛﾋﾟｳﾑ ｶﾞﾄﾞﾘﾆｳﾑ 95 96 Am Cm ｱﾒﾘｼｳﾑ ｷｭﾘｳﾑ 98 ﾊﾞｰｸﾘｳﾑ ｶﾘﾎﾙﾆｳﾑ ｶﾄﾞﾐｳﾑ ｲﾝｼﾞｳﾑ 80 81 水銀 112 67 Sb Se Br Kr セレン 52 臭素 53 ｸﾘﾌﾟﾄﾝ 54 Te I Xe ﾀﾘｳﾑ 68 スズ 82 ｱﾝﾁﾓﾝ テルル 83 84 ヨウ素 85 ｷｾﾉﾝ 86 鉛 114 ﾋﾞｽﾏｽ ﾎﾟﾛﾆｳﾑ ｱｽﾀﾁﾝ 116 ラドン 118 69 70 71 ﾎﾙﾐｳﾑ ｴﾙﾋﾞｳﾑ ツリウム ｲｯﾃﾙﾋﾞｳﾑ ﾙﾃﾁｳﾑ 99 100 101 102 103 Es ｱｲﾝｽﾀｲﾆｳﾑ 元素の組み合わせは無限！ 1 H 水素 3 「物性物理学」とは、、、、 Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 元素のいろいろな組み合わせ、 Bh Hs Mt Ds Uuu Uub Uuq Uuh Uuo 1023個もの電子が織りなす、 新しい機能を開拓する学問 Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ネオジムﾌﾟﾛﾒﾁｳﾑ ｻﾏﾘｳﾑ 92 93 94 ﾌﾟﾛﾄｱｸﾁﾆｳﾑ 30 ﾏﾝｶﾞﾝ 43 ニオブ ﾓﾘﾌﾞﾃﾞﾝ ﾃｸﾈﾁｳﾑ ﾙﾃﾆｳﾑ ﾛｼﾞｳﾑ ﾊﾟﾗｼﾞｳﾑ 73 74 75 76 77 78 ﾊﾌﾆｳﾑ タンタル 104 105 Pr ﾗﾝﾀﾝ セリウム 89 90 Ac 72 2 He ヘリウム 10 Fm Md ﾌｪﾙﾐｳﾑ ﾒﾝﾃﾞﾚﾋﾞｳﾑ No Lr ﾉｰﾍﾞﾘｳﾑ ﾛｰﾚﾝｼｳﾑ 「超伝導のフロンティア」 絶対零度は「無の世界」か？ 絶対零度への挑戦! 超伝導・超流動の発見へ - 静かに華やかな量子力学の世界の発見 - 高温への挑戦 !? どこまで高温で起きるか？ ・新しい超伝導材料、新しい超伝導機構の発見へ 未来の革新的技術へ カリウム ｶﾙｼｳﾑ 37 38 Rb Sr 21 Sc ｽｶﾝｼﾞｳﾑ 39 Y 22 23 24 Ti V Cr チタン ﾊﾞﾅｼﾞｳﾑ クロム 40 41 42 Zr ﾙﾋﾞｼﾞｳﾑ ｽﾄﾛﾝﾁｳﾑ ｲｯﾄﾘｳﾑ ｼﾞﾙｺﾆｳﾑ 55 56 Cs Ba ｾｼｳﾑ 87 ﾊﾞﾘｳﾑ 88 Fr Ra ﾌﾗﾝｼｳﾑ ﾗｼﾞｳﾑ ランタ ノイド アクチ ノイド 5 6 7 8 O F Ne ホウ素 13 炭素 14 窒素 15 酸素 16 フッ素 17 ネオン 18 Al Si P 世界最高性能 高温超伝導バルク材料 B C N リチウム ﾍﾞﾘﾘｳﾑ 11 12 20 2 He 57-71 89-103 57 58 La Ce ﾗﾝﾀﾝ セリウム 89 90 72 Hf Nb Mo 25 26 28 ｱﾙﾐﾆｳﾑ ｼﾘｺﾝ リン HgBa Ca Cu323O6-y 29 302 312 33 Mn Fe Co Ni Cu ﾏﾝｶﾞﾝ 43 鉄 44 ｺﾊﾞﾙﾄ 45 ﾆｯｹﾙ 46 銅 47 Tc Ru Rh Pd Ag ニオブ ﾓﾘﾌﾞﾃﾞﾝ ﾃｸﾈﾁｳﾑ ﾙﾃﾆｳﾑ ﾛｼﾞｳﾑ ﾊﾟﾗｼﾞｳﾑ 73 74 75 76 77 78 W Re ﾀﾝｸﾞｽﾃﾝ 106 ﾚﾆｳﾑ 107 Rf Db Ta Sg Bh ﾗｻﾞﾎｰｼﾞｳﾑ ドブニウム ｼｰﾎﾞｰｷﾞｳﾑ 59 60 61 62 Nd Pm Sm ﾊﾌﾆｳﾑ タンタル 104 105 Pr 27 Os Hs ﾎﾞｰﾘｳﾑ ﾊｯｼｳﾑ ネオジムﾌﾟﾛﾒﾁｳﾑ ｻﾏﾘｳﾑ 92 93 94 Ir ｵｽﾐｳﾑ ｲﾘｼﾞｳﾑ 108 109 Pt 白金 110 Mt Ds ﾏｲﾄﾈﾘｳﾑ ﾀﾞﾙﾑｼｭ ﾀｯﾃｨｳﾑ 63 64 Eu Gd 65 (Tc~Ga 160K) Zn Ge 亜鉛 48 Se Br Kr セレン 52 臭素 53 ｸﾘﾌﾟﾄﾝ 54 Xe Au Hg Tl Pb Bi Po At 物性物理科学は 金 水銀 ﾀﾘｳﾑ 鉛 ﾋﾞｽﾏｽ ﾎﾟﾛﾆｳﾑ ｱｽﾀﾁﾝ 111 112 114 116 ２１世紀の錬金術！ Uuu Uub Uuq Uuh Uuo 66 Tb Dy ｼﾞｽﾌﾟﾛｼｳﾑ スズ 82 Sb Ar ｱﾙｺﾞﾝ 36 ｷｾﾉﾝ 86 ｶﾄﾞﾐｳﾑ ｲﾝｼﾞｳﾑ 80 81 Sn Cl 塩素 35 I ﾃﾙﾋﾞｳﾑ 97 In S イオウ 34 ヨウ素 85 銀 79 Cd As ｶﾞﾘｳﾑ ｹﾞﾙﾏﾆｳﾑ 砒素 49 50 51 9 Te ｱﾝﾁﾓﾝ テルル 83 84 67 68 69 70 71 Ho Er Tm Yb Lu ﾎﾙﾐｳﾑ ｴﾙﾋﾞｳﾑ ツリウム ｲｯﾃﾙﾋﾞｳﾑ ﾙﾃﾁｳﾑ 99 100 101 102 103 「金」よりも「ダイヤモンド」よりも価値のあるものを Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 物性物理科学は生み出せます！ ﾌﾟﾗｾｵｼﾞﾑ 91 ﾕｳﾛﾋﾟｳﾑ ｶﾞﾄﾞﾘﾆｳﾑ 95 96 98 Ac ｱｸﾁﾆｳﾑ ﾄﾘｳﾑ ﾌﾟﾛﾄｱｸﾁﾆｳﾑ ウラン ﾈﾌﾟﾂﾆｳﾑ ﾌﾟﾙﾄﾆｳﾑ ｱﾒﾘｼｳﾑ ｷｭﾘｳﾑ ヘリウム 10 ﾊﾞｰｸﾘｳﾑ ｶﾘﾎﾙﾆｳﾑ ｱｲﾝｽﾀｲﾆｳﾑ ﾌｪﾙﾐｳﾑ ﾒﾝﾃﾞﾚﾋﾞｳﾑ ﾉｰﾍﾞﾘｳﾑ ﾛｰﾚﾝｼｳﾑ Rn ラドン 118
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