Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
現代の物性物理学においては、量子多体系が有する豊富な対称性とその自発的破れに対する理解が特段に重要な課題となっている。応募者はエキゾチック超伝導や多極子秩序系に関する多数の研究成果を活用し、現代的な多極子理論による高次多極子/ネマティック相とエキゾチック超伝導の包括的な研究を行う。幅広い多極子・ネマティック物質やエキゾチック超伝導体を研究対象として提案し、実験グループと協力して研究を推進する。
2020年に実験グループと共同で発表した超伝導ダイオード効果の内因的メカニズムを解明し、内因的超伝導ダイオード効果と名付けた。超伝導ダイオード効果とは、臨界電流の非相反性により、ある方向に電流を流した場合には電気抵抗ゼロであり逆方向に流した場合には電気抵抗が有限となる現象である。内因的超伝導ダイオード効果では、クーパー対の重心運動量と密接に関係したメカニズムによりダイオード効果が起こる。本研究課題では、ギンツブルグランダウ理論とBCS理論を併用して、ラシュバ超伝導体における内因的超伝導ダイオード効果の磁場温度相図を決定した。その結果、クーパー対の重心運動量が急激に増加するクロスオーバー現象に伴って、超伝導ダイオード効果が符号反転を起こすことを示した。この結果により、空間反転対称性が欠如した結晶に特有のエキゾチック超伝導相であるヘリカル超伝導相を実験的に検出する方法が見出された。また、スピン三重項超伝導体として注目を集めている重い電子系超伝導体UTe2に関する理論研究を行った。この物質の第一原理計算を参考にして24バンド3次元周期アンダーソン模型を構築し、ランダム位相近似により超伝導不安定性を調べた。その結果により、強磁性-反強磁性クロスオーバーが圧力下で起こること、またそれに伴って超伝導相のパリティ転移が起こることを提案した。これらの結果に基づいて、圧力下の多重超伝導相図を解析した。さらに、超伝導体のパリティ転移に伴い、偶パリティ超伝導と奇パリティ超伝導が共存する超伝導状態が安定になることを提案し、その共存相の性質を解明した。特にポーラーな対称性を持つアナポール超伝導を発見し、そこではボゴリウボフ準粒子のスペクトルが非対称になり、クーパー対が有限の重心運動量を獲得することを示した。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (34 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results, Peer Reviewed: 34 results, Open Access: 11 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results, Invited: 18 results) Remarks (1 results)
Physical Review B
Volume: 107 Issue: 2 Pages: 0245131-20
10.1103/physrevb.107.024513
Annual Review of Condensed Matter Physics
Volume: 14 Issue: 1 Pages: 153-172
10.1146/annurev-conmatphys-040521-042511
Physical Review Letters
Volume: 128 Issue: 3 Pages: 037001-037001
10.1103/physrevlett.128.037001
Communications Physics
Volume: 5 Issue: 1 Pages: 1-10
10.1038/s42005-022-00804-7
Volume: 105 Issue: 2 Pages: 024509-024517
10.1103/physrevb.105.024509
Volume: 105 Issue: 2 Pages: 024308-024308
10.1103/physrevb.105.024308
Volume: 105 Issue: 10 Pages: 100504-100504
10.1103/physrevb.105.l100504
Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures
Volume: 140 Pages: 1151431-22
10.1016/j.physe.2022.115143
Physical Review Research
Volume: 4 Issue: 2 Pages: 23232-23232
10.1103/physrevresearch.4.023232
Volume: 106 Issue: 1 Pages: 014508-014508
10.1103/physrevb.106.014508
Nature Nanotechnology
Volume: 17 Issue: 8 Pages: 823-828
10.1038/s41565-022-01159-4
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 91 Issue: 8 Pages: 0837041-5
10.7566/jpsj.91.083704
Volume: 106 Issue: 10
10.1103/physrevb.106.l100504
Volume: 106 Issue: 18 Pages: 184507-184507
10.1103/physrevb.106.184507
Volume: 106 Issue: 20 Pages: 205206-205206
10.1103/physrevb.106.205206
Nature Communications
Volume: 13 Issue: 1 Pages: 67081-8
10.1038/s41467-022-34374-7
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 119 Issue: 49
10.1073/pnas.2209549119
Applied Physics Express
Volume: 15 Issue: 11 Pages: 113001-113001
10.35848/1882-0786/ac99b9
Journal of Physics: Condensed Matter
Volume: 34 Issue: 24 Pages: 243002-243002
10.1088/1361-648x/ac5863
Volume: 103 Issue: 24
10.1103/physrevb.103.245114
Volume: 3 Issue: 3 Pages: 1-1
10.1103/physrevresearch.3.l032071
Volume: 90 Issue: 7 Pages: 073703-073703
10.7566/jpsj.90.073703
40022619562
Volume: 104 Issue: 2 Pages: 024416-024416
10.1103/physrevb.104.024416
Volume: 14 Issue: 7 Pages: 073003-073003
10.35848/1882-0786/ac03c0
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Volume: 2022 Issue: 4
10.1093/ptep/ptab124
Physical Review X
Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-30
10.1103/physrevx.11.011001
Volume: 103 Issue: 9 Pages: 094504-094504
10.1103/physrevb.103.094504
Phys. Rev. X
Volume: 11 Issue: 1 Pages: 011021-011021
10.1103/physrevx.11.011021
Volume: 102 Issue: 9 Pages: 094507-094507
10.1103/physrevb.102.094507
Volume: 102 Issue: 21 Pages: 214510-214510
10.1103/physrevb.102.214510
Volume: 102 Issue: 16 Pages: 165114-165114
10.1103/physrevb.102.165114
Volume: 102 Issue: 18 Pages: 184506-184506
10.1103/physrevb.102.184506
Volume: 102 Issue: 17 Pages: 174508-174508
10.1103/physrevb.102.174508
Volume: 102 Issue: 23 Pages: 235149-235149
10.1103/physrevb.102.235149
http://cond.scphys.kyoto-u.ac.jp/~yanase/study.html