北海道大学电子科学研究所的张习博士研究员与太田裕道教授等人组成的研究团队，成功实现了用一个电开关将绝缘体反复切换为超导体的研究。
作为高温超导体而闻名的钇-钡-铜复合氧化物（YBCO）的导电性能根据氧含量的不同会在绝缘体与超导体之间大幅变化。近年来，作为在绝缘体与超导体之间切换的方法，提出了电调节氧含量的方法，但由于要使用电解液，为避免泄露必须密封元件，存在应用方面的问题。
固态电化学调控绝缘体-高温超导体转变的机理。在空气中，300℃条件下，对器件施加-10V电压，其氧缺陷δ减小，成为高温超导体。反之，对器件施加+10V电压，δ增加，高温超导体转变为绝缘体。（供图：北海道大学太田裕道教授）
此次，研究团队未使用离子液体和电解液，而是以固体电解质氧化钇稳定氧化锆（YSZ）为基板，在上面制备YBCO薄膜，并在空气中加热至300℃后向两端施加电压，由此以电化学方式改变了YBCO薄膜中的氧缺陷δ。
将绝缘体变成超导体时施加-10V电压，将超导体变成绝缘体时施加+10V电压。通过调节保持时间，控制了氧缺陷δ。由此，δ可在0.069至0.87之间变化。研究发现，随着δ减少，超导转变温度Tc会升高。而δ为0.64、0.72、0.86和0.87时不发生超导转变，δ＝0.87时，随着温度降低，会出现电阻增加的绝缘体现象。绝缘体与高温超导体之间的切换可以反复进行。
太田教授表示：“工作温度为300℃，稍微有点高，但只需在空气中施加电压即可，操作简单，因此顺利取得了成功。在未来，我们希望开发能在更低温度下工作的固体电解质，降低器件工作温度，使其真正实现实用化。我们已经为此次研究的相关技术申请了专利。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
