Microscopic theory for ferromagnetic tricritical points and ferromagnetic superconductivity

• Project Area: J-Physics: Physics of conductive multipole systems
• Project/Area Number: 16H01079
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 服部 一匡 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (30456199)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 異方的超伝導 / 四極子 / 物性理論 / 強磁性 / 超伝導

Outline of Annual Research Achievements

強磁性超伝導体を念頭に、密度行列くりこみ群法を用いて１次元の異方的なスピン１の近藤格子模型の種々の超伝導相関についての横磁場の強さを変化させて解析した。これまでに得られていた磁場下の相図のいくつかの領域でp波の超伝導相関が発達することを見出した。これらの結果の論文をまとめており投稿の準備を進めている。
平成２９年秋には、昨年度の研究成果の一つである、二軌道ハバード模型を基礎とした有効模型における局所クーパー対による異方的d波超伝導の実現に関するレター論文をJournal of Physical Society of Japanに発表した。
また、平成２９年度は当初の計画にはなかった班外協力の研究も精力的に行った。特にPr系化合物で新たに得られた強四極子秩序状態の解析を実験グループと緊密に連携し、その新奇な実現機構について提案を行い、新学術領域内でのいくつかのとピカルミーティングや研究会、３月の日本物理学会などで口頭発表を行った。具体的には、四極子のような通常のスピンとは異なる時間反転対称性をもつ自由度に対する磁場誘起の有効相互作用を導出し、ランダウ理論及び結晶場状態を考慮した平均場近似の範囲で解析を行った。その磁場勇気の相互作用によって、実験で得られている帯磁率、比熱の温度依存性及び磁場の方向異方性、磁場方向に依存する強四極子相の相図について定性的に満足できる結果を得た。平成３０年４月現在、実験、及び理論の２つの論文を執筆中である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Koeln(Germany)
• [Journal Article] Local Nodal Cooper Pairs in Multiorbital Systems (2017)
  • Author(s): Kazumasa Hattori, Takuya Nomoto, Takashi Hotta, and Hiroaki Ikeda
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jan. Volume: 86 Issue: 11 Pages: 113702-113702
  • DOI: 10.7566/jpsj.86.113702
  • NAID: 40021376879
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Classification of “multipole” superconductivity in multiorbital systems and its implications (2016)
  • Author(s): T. Nomoto, K. Hattori, and H. Ikeda
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 94 Issue: 17 Pages: 174513-174513
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.174513
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Classical Monte Carlo Study for Antiferro Quadrupole Orders in a Diamond Lattice (2016)
  • Author(s): K. Hattori and H. Tsunetsugu
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan Volume: 85 Issue: 9 Pages: 094001-094001
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.094001
  • NAID: 210000134069
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] イジング強磁性超伝導の理論 (2017)
  • Author(s): 服部一匡
  • Organizer: 日本物理学会 2017年第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府、豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] 横磁場下一軸異方性のあるS=1一次元近藤格子模型の基底状態 (2017)
  • Author(s): 鈴木浩平，服部一匡
  • Organizer: 日本物理学会 2017年第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府、豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] Two-particle backscattering at the edge of two-dimensional topological insulators: quantum Monte Carlo analysis (2017)
  • Author(s): K. Hattori and A. Rosch
  • Organizer: Topological Phases and Functionality of Correlated Electron Systems
  • Place of Presentation: 東京大学(千葉県、柏市)
  • Year and Date: 2017-02-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] On local and nodal superconductivity (2017)
  • Author(s): 服部一匡, 野本拓也, 堀田貴嗣, 池田浩章
  • Organizer: DMFT workshop 2017
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2017-02-16
• [Presentation] Quadrupole physics in 3d-XY model with Z3 anisotropy (2017)
  • Author(s): 服部一匡
  • Organizer: J-Physics トピカルミーティング「局在多極子と伝導電子の相関による新現象」
  • Invited
• [Presentation] シングルイオン異方性をもつ S = 1 一次元近藤格子模型の 横磁場中相図 (2017)
  • Author(s): 服部一匡
  • Organizer: J-Physics トピカルミーティング「強相関多極子系の超伝導：fとdの共通項を探る」
• [Presentation] Effects of magnetic fields on ferro-quadrupole orders (2017)
  • Author(s): 服部一匡
  • Organizer: J-Physics トピカルミーティング "Exotic Phenomena in Itinerant Multipole Systems"
  • Invited
• [Presentation] Anisotropic quadrupole RKKY interactions under magnetic fields: ferro quadrupole order in PrTi2Al20 (2017)
  • Author(s): 服部一匡
  • Organizer: J-Physics 平成29年度領域全体会議
• [Presentation] 軌道秩序に対する磁場誘起異方的RKKY相互作用の効果 (2017)
  • Author(s): 鈴木浩平、服部一匡
  • Organizer: 日本物理学会 第73回年次大会
• [Presentation] Ground-state phase diagram of the S=1 one-dimensional lattice model with a uniaxial anisotropy under transverse field (2017)
  • Author(s): Kohei Suzuki and Kazumasa Hattori
  • Organizer: J-Physics 2017 International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Magnetic-field induced interactions in PrTi2Al20 (2017)
  • Author(s): Kazumasa Hattori
  • Organizer: J-Physics 2017 International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BiS2系超伝導体における引力起源異方的ギャップ構造の可能性 (2016)
  • Author(s): 鈴木雄大, 野本拓也, 服部一匡, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学(石川県、金沢市)
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] 結晶場準位構造による超伝導安定化機構 (2016)
  • Author(s): 服部一匡, 野本拓也, 堀田貴嗣, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 金沢大学(石川県、金沢市)
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] 多軌道系における超伝導秩序変数の分類とその応用 (2016)
  • Author(s): 服部一匡, 野本拓也, 堀田貴嗣, 池田浩章
  • Organizer: J-Physics：多極子伝導系の物理 理論検討会
  • Place of Presentation: 明治大学(東京都)
  • Year and Date: 2016-06-04
• [Presentation] 強磁性三重臨界点と強磁性超伝導に関する微視的理論 (2016)
  • Author(s): 服部一匡
  • Organizer: J-Physics：多極子伝導系の物理 平成28年度領域全体会議
  • Place of Presentation: 北海道大学(北海道、札幌市)
  • Year and Date: 2016-05-26