北海道大學電子科學研究所的張習博士研究員與太田裕道教授等人組成的研究團隊，成功實施了用一個電開關將絕緣體反復切換爲超導體的研究。
作爲高溫超導體而聞名的釔-鋇-銅錯合氧化物（YBCO）的導電性能根據氧含量的不同會在絕緣體與超導體之間大幅變化。近年來，作爲在絕緣體與超導體之間切換的方法，提出了電調節氧含量的方法，但由於要使用電解液，爲避免泄露必須密封元件，存在應用方面的問題。
固態電化學調控絕緣體-高溫超導體轉變的機制。在空氣中，300℃條件下，對器件施加-10V電壓，其氧缺陷δ減小，成爲高溫超導體。反之，對器件施加+10V電壓，δ增加，高溫超導體轉變爲絕緣體。（供圖：北海道大學太田裕道教授）
此次，研究團隊未使用離子液體和電解液，而是以固態電解質氧化釔穩定氧化鋯（YSZ）爲基底層，在上面製備YBCO薄膜，並在空氣中加熱至300℃後向兩端施加電壓，由此以電化學方式改變了YBCO薄膜中的氧缺陷δ。
將絕緣體變成超導體時施加-10V電壓，將超導體變成絕緣體時施加+10V電壓。透過調節保持時間，控制了氧缺陷δ。由此，δ可在0.069至0.87之間變化。研究發現，隨着δ減量，超導轉變溫度Tc會升高。而δ爲0.64、0.72、0.86和0.87時不發生超導轉變，δ＝0.87時，隨着溫度降低，會出現電阻增加的絕緣體現象。絕緣體與高溫超導體之間的切換可以反復進行。
太田教授表示：「工作溫度爲300℃，稍微有點高，但只需在空氣中施加電壓即可，操作簡單，因此順利取得了成功。在未來，我們希望開發能在更低溫度下工作的固態電解質，降低器件工作溫度，使其真正實施實用化。我們已經爲此次研究的相關技術申請了專利。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
