遍歴多極子と多極子超伝導体の発展

• Project Area: J-Physics: Physics of conductive multipole systems
• Project/Area Number: 18H04332
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 池田 浩章 立命館大学, 理工学部, 教授 (90311737)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 物性理論 / 多極子 / 超伝導 / 第一原理計算 / 重い電子系

Outline of Annual Research Achievements

これまでの一連の研究から重い電子系に代表される多軌道系超伝導体においては，スピン１重項と３重項を一般化した多極子ペアが実現する可能性があることが分かってきた。そこで，重い電子系超伝導体を念頭にその電子状態をできるだけ正しく記述し，その上で非従来型超伝導が出現する可能性について検討した。代表的な重い電子超伝導体であるCeCu2Si2においては，懸案の超伝導の引力源として局所的な電気四極子ゆらぎが増強する傍証を得たが，期間内に電子状態を正しく記述することができなかったため，最終的な結論には至らなかった。現在進行系で取り組んでいる計算コードが完成し次第，再度検討する予定である。一方，同様に多軌道系でスピン軌道相互作用が強い超伝導体と考えられる層状BiS2超伝導体においては，Bi-Bi間に加えてBi-S間の引力も考慮することで、局所的なゆらぎから異方的なギャップ構造が出現する可能性があることが分かってきた。この系ではマクロ測定において等方的なギャップ構造が提案されているが、角度分解光電子分光においては非常に大きなギャップ異方性が観測されている。我々の計算からは，Bi-S間の相互作用が強ければ、実験的に見られるような異方的s波ギャップが得られ，実験を矛盾なく説明できる可能性があることが明らかとなっている。また，この系においては強いスピン軌道相互作用のために，相互作用の大きさによってはトポロジカル超伝導となる可能性もあり，今後の発展に興味が持たれる。

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。

Research Products

• [Journal Article] Single Crystal Growth and Unique Electronic States of Cubic Chiral EuPtSi and Related Compounds (2020)
  • Author(s): Onuki Yoshichika、Kakihana Masashi、Iha Wataru、Nakaima Kenri、Aoki Dai、Nakamura Ai、Honda Fuminori、Nakashima Miho、Amako Yasushi、Gouchi Jun、Uwatoko Yoshiya、Nakamura Shota、Sakakibara Toshiro、Takeuchi Tetsuya、Haga Yoshinori、Ikeda Hiroaki、Harima Hisatomo、Hedo Masato、Nakama Takao
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 29 Pages: 0120011-9
  • DOI: 10.7566/jpscp.29.012001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Electronic Structure and Superconducting Gap Structure in BiS2-based Layered Superconductors (2019)
  • 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
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accurate determination of the Fermi surface of tetragonal FeS via quantum oscillation measurements and quasiparticle self-consistent GW calculations (2019)
  • 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
  • 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 scattering (2018)
  • 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
  • Peer Reviewed
• [Presentation] BiS2系超伝導体における超伝導ギャップ構造と表面状態 (2019)
  • Author(s): 川邊翔吾, 大野裕太, 高橋直也, 鈴木雄大, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会２０１９年度秋季大会（岐阜大学）
• [Presentation] BiS2系超伝導体におけるNon-symmorphic超伝導 (2019)
  • Author(s): 大野裕太, 川邊翔吾, 高橋直也, 鈴木雄大, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会２０１９年度秋季大会（岐阜大学）
• [Presentation] 重い電子系のメタ磁性に対するLDA+DMFT法によるアプローチ (2019)
  • Author(s): 星野晋太郎, 鈴木通人, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会２０１９年度秋季大会（岐阜大学）
• [Presentation] ジグザグ鎖ハバードモデルの変分モンテカルロによる解析 (2019)
  • Author(s): 高橋直也, 大野裕太, 川邊翔吾, 鈴木雄大, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会２０１９年度秋季大会（岐阜大学）
• [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, 町田一成
  • Organizer: 日本物理学会第７４回年次大会 ２０１９年（九州大学）
• [Presentation] Charge Self-Consistent LDA+DMFT法の重い電子系への適用 (2019)
  • Author(s): 鈴木通人, 星野晋太郎, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会第７４回年次大会 ２０１９年（九州大学）
• [Presentation] First-principles analysis of heavy-electron superconductors (2018)
  • Author(s): Hiroaki Ikeda
  • Organizer: International Workshop on j-fermion Physics and Materials
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CaFeAsFのフェルミ面とベリー位相 (2018)
  • Author(s): 寺嶋太一, 廣瀬陽代, David Graf, Yonghui Ma, Gang Mu, Tao Hu, 鈴木雄大, 宇治進也, 池田浩章
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
• [Presentation] 非弾性中性子散乱によるBa0.75K0.25Fe2As2のスピン揺らぎ:遍歴描像からのアプローチ (2018)
  • Author(s): 村井直樹, 鈴木雄大, 中島正道, 出田真一郎, 田中清尚, 池田浩章, 梶本亮一
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
• [Presentation] セリウム系重い電子化合物に対するLDA+DMFTの適用 (2018)
  • Author(s): 池田浩章, 星野晋太郎, 鈴木通人
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
• [Book] 物理科学, この1年 2020 （「多軌道・多自由度系超伝導体の進展」の節） (2020)
  • Author(s): パリティ編集委員会、大槻 義彦
  • Total Pages: 166
  • Publisher: 丸善出版
  • ISBN: 9784621304860