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The research of the anisotropic superconducting gap in the origin to orbital degree of freedom

Research Project

Project/Area Number 17J06088
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

鈴木 雄大  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords超伝導 / ギャップ対称性 / 多軌道系 / 電子格子相互作用 / ペアリング機構 / 有効模型解析
Outline of Annual Research Achievements

最終年度は, 初年度に行ったBiS2系超伝導体の軌道自由度と超伝導対称性に関する研究を発展させて, スピン軌道相互作用をも取り入れた多極子自由度と超伝導対称性の関係を研究した。研究方法としては, 第一原理バンド計算を用いてBiS2超伝導体の電子バンドを求めた後に, 最局在Wannier関数を用いて, 伝導への寄与が大きいBiの6px/py軌道に焦点を当てた, スピンと軌道双方の自由度を取り込んだ有効4バンド模型を構築し, 平均場近似を用いてギャップ方程式を解くことで, 超伝導ギャップの対称性を議論した。オンサイトと次近接サイト間の引力相互作用をパラメーターにして, ギャップ対称性の変化を調べた結果, オンサイト相互作用だけでは, 従来型のシングレットs波か, 軌道間相互作用によるシングレットdxy波対称性しか現れないが, オフサイト相互作用を取り込むことで, パリティが混成した超伝導状態など多彩なギャップ対称性が表れる事を示した。BiS2超伝導体は,伝導面が対を作ることで, 系全体の空間反転対称性を保持している。そのため, バルクでは反転対称性が保たれているが, 表面では伝導面の対が破れてパリティ混成が起こるため, 表面とバルクで超伝導の性質が異なる可能性がある。実際, 熱伝導度測定のようなバルクの物理量を測定する実験においては, フルギャップの超伝導であることが指摘されているが, ARPESによる測定ではノードの様な強い異方性を持つギャップが観測されており, 表面とバルクで異なる性質が見えている可能性がある。本研究の結果は伝導面が一枚の, 表面の超伝導を見ていると考えられ, 伝導面が対の状態の性質と比較することで, 実験で見られる性質の理解が進む事が期待される。この成果を纏めて国内会議にて報告した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Electronic Structure and Superconducting Gap Structure in BiS2-based Layered Superconductors2019

    • Author(s)
      Suzuki Katsuhiro、Usui Hidetomo、Kuroki Kazuhiko、Nomoto Takuya、Hattori Kazumasa、Ikeda Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 88 Issue: 4 Pages: 041008-041008

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.041008

    • NAID

      210000135157

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical studies for identifying horizontal line nodes via angle-resolved density-of-states measurements: Application to Sr2RuO42019

    • Author(s)
      Kazushige Machida, Koki Irie, Katsuhiro Suzuki, Hiroaki Ikeda, and Yasumasa Tsutsumi
    • Journal Title

      Pays. Rev. B

      Volume: 99 Issue: 6 Pages: 0645101-14

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.064510

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accurate determination of the Fermi surface of tetragonal FeS via quantum oscillation measurements and quasiparticle self-consistent GW calculations2019

    • Author(s)
      Taichi Terashima, Naoki Kikugawa, David Graf, Hishiro T. Hirose, Shinya Uji, Yoshitaka Matsushita, Hai Lin, Xiyu Zhu, Hai-Hu Wen, Takuya Nomoto, Katsuhiro Suzuki, and Hiroaki Ikeda
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 99 Issue: 13 Pages: 134501-134501

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.134501

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of electron correlations on spin excitation bandwidth in Ba0.75K0.25Fe2As2 as seen via time-of-flight inelastic neutron scattering2018

    • Author(s)
      Naoki Murai, Katsuhiro Suzuki, Shin-ichiro Ideta, Masamichi Nakajima, Kiyohisa Tanaka, Hiroaki Ikeda, and Ryoichi Kajimoto
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 97 Issue: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.241112

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Searching for gap zeros in Sr2RuO4 via field-angle-dependent specific-heat measurement2018

    • Author(s)
      Shunichiro Kittaka, Shota Nakamura, Toshiro Sakakibara, Naoki Kikugawa, Taichi Terashima, Shinya Uji, Dmitry A. Sokolov, Andrew P. Mackenzie, Koki Irie, Yasumasa Tsutsumi, Katsuhiro Suzuki, and Kazushige Machida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 87 Issue: 9 Pages: 0937031-5

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.093703

    • NAID

      210000134938

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fermi Surface with Dirac Fermions in CaFeAsF Determined via Quantum Oscillation Measurements2018

    • Author(s)
      Taichi Terashima, Hishiro T. Hirose, David Graf, Yonghui Ma, Gang Mu, Tao Hu, Katsuhiro Suzuki, Shinya Uji, and Hiroaki Ikeda
    • Journal Title

      PHYSICAL REVIEW X

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 0110141-11

    • DOI

      10.1103/physrevx.8.011014

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Charge and quadrupole fluctuations and gap anisotropy in BiS2-based superconductors2017

    • Author(s)
      Suzuki Katsuhiro、Usui Hidetomo、Kuroki Kazuhiko、Ikeda Hiroaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 96 Issue: 2 Pages: 0245131-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.024513

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] BiS2超伝導体における電子構造と超伝導ギャップ対称性2019

    • Author(s)
      鈴木 雄大
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Sr2RuO4における磁気感受率の超伝導ギャップ依存性の解析2019

    • Author(s)
      鈴木雄大, 池田浩章, 町田成一
    • Organizer
      日本物理学会 2019年年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] QSGW法を用いた鉄系超伝導体の電子状態の解析2018

    • Author(s)
      鈴木雄大, 小倉大志, 榊原寛史, 小谷岳生, 池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Superconducting gap anisotropy in BiS2 layered superconductors2018

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Takuya Nomoto, Kazumasa Hattori, Hiroaki Ikeda
    • Organizer
      J-Physics 2018: サマースクール & 新物質と結晶育成に関する国際ワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A possibility of anisotropic s-wave pairing in BiS2 layered superconductors2018

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Takuya Nomoto, Kazumasa Hattori, Hiroaki Ikeda
    • Organizer
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 第一原理的電子格子相互作用のWannier表示と超伝導ギャップ構造の解析2018

    • Author(s)
      鈴木雄大, 野本拓也, 池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2018年年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Quasiparticle self-consistent GW analysis of band structure and gap symmetry in iron-based superconductor2017

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Taishi Ogura, Hirofumi Sakakibara, Takao Kotani, Hiroaki Ikeda
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The superconducting pairing mechanism and the gap structure in BiS2-based layered superconductors2017

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Takuya Nomoto, Kazumasa Hattori, Hidetomo Usui, Kazuhiko Kuroki, Hiroaki Ikeda
    • Organizer
      the 28th International Conference on Low Temperature Physics (Lt28)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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