Сверхпроводящее состояние может быть достигнуто в органических , соединениях, имеющих характерный для металлов тип проводимости при низких температурах. Исследование органической проводимости показало, что электрическая проводимость металлического типа наблюдается у органических кристаллов с достаточно хорошим перекрытием электронных орбиталей (по крайней мере в двух направлениях). Возможность достижения сверхпроводимости в соединениях без единого атома металла, но с двумерным (слоистым) характером электронного движения была установлена П. Грином (P. L. Green) и др. (1975) в результате синтеза полимера полисульфурнитрида (SN)_X (рис. 1).

Молекулы в кристаллах этого полимера сближены настолько, что движение электронов в двух направлениях практически изотропно, проводимость, кристаллов достигает значений 5*10^–5 Ом^–1*см^–1 при 4 К, ниже критической температуры 0,3 К наблюдается сверхпроводимость.
Плоские молекулы образуют стопки, вдоль которых движутся электроны проводимости – π–электроны атомов углерода и селена. Боковые атомы селена молекул TMTSF обеспечивают довольно хорошее перекрытие волновых функций электронов проводимости также и для молекул TMTSF соседних стопок. В результате слои, образованные из стопок катионов TMTSF, обеспечивают двумерное движение электронов с анизотропией внутри слоев – вдоль стопок подвижность электронов наивысшая. В медленно охлаждаемых кристаллах (TMTSF)₂ClO₄ сверхпроводящее состояние достигается ниже Т_с = 1,3 К, во всех других соединениях семейства (TMTSF)₂X из–за анизотропии движения электронов внутри слоев охлаждение приводит к фазовым переходам металл – диэлектрик. Для достижения металлического основного состояния и сверхпроводимости с Т_с < 1 К требуется давление порядка нескольких сотен МПа. В сверхпроводниках (TMTSF)₂X обнаружены все обычные проявления сверхпроводимости – нулевое электрическое сопротивление, эффект Мейснера в слабых магнитных полях, скачок теплоёмкости в точке Т_с, уменьшение плотности состояний в спектре квазичастиц по сравнению с нормальным состоянием. Все они относятся к сверхпроводникам 2–го рода, т. к. лондоновская глубина проникновения в них велика из–за малой плотности электронов проводимости, а сверхпроводящая корреляционная длина мала из–за сравнительно малой фермиевской скорости v_F электронов даже для направления вдоль стопок TMTSF. Магнитные свойства сверхпроводников (TMTSF)₂X, т. е. значения нижнего и верхнего критических магнитных полей, сильно зависят от направления внешнего магнитного поля из–за анизотропии движения электронов в нормальном состоянии (рис. 2).

 

Поведение семейства органических сверхпроводников (TMTSF)₂X при температурах Т << Т_с отклоняется от стандартного поведения сверхпроводников, описываемых Бардина – Купера – Шриффера моделью (БКШ). Так, зависимость Н_С2(Т) линейна вплоть до самых низких температур, и при Т<<Т_с значения Н_С2 для направления вдоль оси а (вдоль стопок) превосходят парамагнитный предел (согласно модели БКШ, кривизна графической зависимости Н_С2 от температуры отрицательна, а значения Н_С2 не превосходят парамагнитный предел). Вторая аномалия органических сверхпроводников проявляется по влиянии немагнитных примесей на величину Тс: при довольно малой их концентрации сверхпроводимость исчезает, в то время как в модели БКШ такой эффект примесей становится заметным лишь вблизи порога андерсеновской локализации электронов, когда длина свободного пробега электронов приближается к межмолекулярной.