The highest-Tc material ever known in nature was discovered in cuprate superconductors. According to the constituent elements, the Tc of cuprates widely ranges from about 30K to the highest beyond 150K. Many theoretical studies have been done to reveal the material dependence of Tc. A target is to find a unified model that meets the results of experiments well in terms of the material dependence of Tc. Until resent years, however, no good theoretical model had been found.
First, I am going to explain the problem of a conventional modeling(single-orbital model). Next, a good modeling, two-orbital model, that well explains the material dependence of Tc, is introduced based on Dr.Sakakibara's papers published in 2012 and 2014[1,2]. A trend of Tc among various optimally-doped cuprates is determined by two relevant parameters. As the result, "Sakakibara's rule" on the material dependence of Tc is derived. We may refer to this rule as a guide to material design for cuprate superconductors.
現在発見されている中で最も高いTcを示す物質は、銅酸化物高温超伝導体である。この物質群のTcはその構成元素によって約30Kから最高では150Kを超える範囲で大きく変化する。Tcの物質依存性を解き明かすための多くの理論的研究が行われてきた。実験によるTcの測定値を統一的によく説明する理論モデルを見つけることがその目標である。近年まで、そのような良いモデルは得られていなかった。
最初に、従来のモデル(single-orbital model)の問題点を説明する。次に、2012年と2014年に榊原氏によって発表された論文[1,2]に則り、Tcの物質依存性をよりよく説明するモデル(two-orbital model)の紹介を行う。最適ドープ条件下にある様々な銅酸化物において、Tcの傾向は二つの重要なパラメーターで決定される。結果としてTcの物質依存性に関する"Sakakibara's rule"が導かれる。このルールは、銅酸化物高温超伝導体の物質設計の指針として使うことができる。