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非平衡超伝導:長時間ダイナミックスのための動的平均場理論開発と光誘起超伝導

Research Project

Project/Area Number 14J06198
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

村上 雄太  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords超伝導体中のHiggsモード / 電子格子系の非平衡問題への新しいアプローチ / 国際情報交換、スイス / 基礎モデルの性質解明 / 電子格子系における超固体相の発見 / 強結合電子格子系の非平衡問題の定式化 / 非平衡超伝導体のダイナミックスの理解
Outline of Annual Research Achievements

強い電子格子相互作用が非平衡ダイナミックスに与える影響を調べるために必要な手法開発とその応用を目的として研究を進めてきた。本研究は主に電子格子系の基本的なモデルであるHolsteinモデルに注目した。
2年目の本年度は、1年目に開発した非平衡動的平均場理論に立脚した非平衡Migdal近似を用いて強結合超伝導のHiggsモードの性質を明らかにした。超伝導体中のHiggsモードは近年実験的にも報告され注目を集めているが、理論的には弱結合領域で正当化される静的な平均場を用いた研究が主であり、強結合領域においてこのモードがどのような振る舞いをするかは明らかではなかった。
結果として、(1) 弱結合領域で予言されていたHiggsモードのエネルギーと超伝導ギャップの関係は強結合領域においても成立すること、(2) 弱結合理論と異なりHiggsモードの減衰が強い温度依存性を示すこと、(3)Higgsモード以外にフォノンのダイナミックスに由来する二つ目の振幅モードが強結合領域で出現すること、(4)これら二つの振幅モードが混ざり合う事でHiggsモードのエネルギーがより低エネルギー側にシフトしより長寿命になること、などを明らかにした。これらの研究成果は、今後様々な物質において実験がなされるであろうHiggsモードの性質への予言となっているとともに、その一部は既に実際の実験結果と合致するものとなっている。
また、我々の開発した非平衡動的平均場理論に立脚した非平衡Migdal近似は、量子効果とフォノンから電子自由度へのフィードバックを取り込むことが出来る点が他の方法論と比べた時の強みである。その応用は今回のHiggsモードの性質のみに限った物ではなく今後様々な設定への応用が期待される。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Fribourg大学(スイス)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Multiple amplitude modes in strongly coupled phonon-mediated superconductors2016

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 93 Issue: 9 Pages: 094509-094509

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.094509

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Interaction quench in the Holstein model: Thermalization crossover from electron- to phonon-dominated relaxation2015

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 91 Issue: 4 Pages: 045128-045128

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.045128

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Supersolid Phase Accompanied by a Quantum Critical Point in the Intermediate Coupling Regime of the Holstein Model2014

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 113 Issue: 26 Pages: 266404-266404

    • DOI

      10.1103/physrevlett.113.266404

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Collective Amplitude Modes in Strongly-coupled Phonon-mediated Superconductors2016

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • Organizer
      GRC Ultrafast Phenomena in Cooperative Systems
    • Place of Presentation
      Lucca(Italy)
    • Year and Date
      2016-02-17
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamical properties of strongly-coupled phonon-mediated superconductors2015

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • Organizer
      第10回量子シュミレーション研究会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-10-30
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 強結合フォノン媒介超伝導体における集団励起モードの動的平均場理論による解析2015

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • Organizer
      日本物理学会2015秋
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-equilibrium dynamics of the Holstein model in the superconducting and normal phases2015

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • Organizer
      Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
    • Place of Presentation
      Geneva(Switzerland)
    • Year and Date
      2015-08-24
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamical mean-field analysis of non-equilibrium relaxation processes in an electron-phonon coupled system2015

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji and Hideo Aoki
    • Organizer
      DSCS2015
    • Place of Presentation
      Kashiwa, Japan
    • Year and Date
      2015-03-30
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子・格子系における非平衡超伝導の動的平均場理論による解析2015

    • Author(s)
      村上雄太、Philipp Werner、辻直人、青木秀夫
    • Organizer
      日本物理学会2015春
    • Place of Presentation
      東京、日本
    • Year and Date
      2015-03-23
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Crossover in the thermalization process after an interaction quench in the Holstein model2014

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji and Hideo Aoki
    • Organizer
      YKIS2014
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2014-12-04
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      2014 Annual Research Report
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    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji and Hideo Aoki
    • Organizer
      ISC-QSD2014
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2014-12-02
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonequilibrium DMFT study of Holstein model for normal and superconducting states2014

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji and Hideo Aoki
    • Organizer
      Ushimado International Workshop on Novel Superconducting Materials
    • Place of Presentation
      Okayama, Japan
    • Year and Date
      2014-11-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 非平衡動的平均場によるホルスタイン・モデルの解析:フォノンの非平衡緩和現象への役割2014

    • Author(s)
      村上雄太、Philipp Werner、辻直人、青木秀夫
    • Organizer
      日本物理学会2014秋
    • Place of Presentation
      名古屋、日本
    • Year and Date
      2014-09-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Supersolid state and quantum critical point in the intermediate-coupling regime of an electron-phonon system2014

    • Author(s)
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji and Hideo Aoki
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Grenoble, France
    • Year and Date
      2014-07-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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