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空間反転対称性のない重い電子系超伝導体における新奇現象の解明

Publicly Offered Research

Project AreaEmergence of Heavy Electrons and Their Ordering
Project/Area Number 21102510
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤本 聡  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10263063)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords空間反転対称性 / 超伝導 / 電子相関 / 強磁性 / トポロジカル秩序 / マヨラナフェルミオン / 上部臨界磁場 / スピン揺らぎ
Research Abstract

以下の研究成果を得た。
(1)空間反転対称性のない超伝導や重い電子系超伝導体CeCoIn5等で実現が示唆されている、磁場中での不均一な超伝導状態におけるベリー位相起源のホール効果について調べた。磁性体等では、磁気秩序変数の空間変調に起因するベリー位相が擬似的なローレンツ力を生み出してホール効果を誘起することが知られているが、これと類似の効果が超伝導秩序変数の空間変調によっても引き起こされることを理論的に示した。
(2)空間反転対称性のない重い電子系超伝導において、non-Abelian topological相、およびMajorana fermionの実現可能性について調べた。通常、トポロジカル秩序はギャップレス励起が存在すると不安定になることが知られているが、ある条件下では、重い電子系の非s波超伝導体のように超伝導ギャップにノードがある場合でもMajorana fermionが安定に実現できることを示した。また、重い電子系超伝導体CeRh(Ir)Si3において実現可能であることを示した。
(3)強磁性超伝導体UCoGeの巨大上部臨界磁場の起源を調べた。この系においては、自発磁化と平行に磁場を印可した場合、上部臨界磁場が著しく小さいにも関わらず、これと垂直方向に印可した場合には極めて巨大な上部臨界磁場が現れることが実験で観測されている。この現象の起源を理論的に説明するために、最近のNMR実験から得られた、磁気臨界ゆらぎの特徴を取り入れた理論計算を行なった。その結果、上述の実験事実が良く説明できることを示した。また、この系において特徴的な磁気揺らぎの性質が特殊なバンド構造に由来する可能性について指摘した。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Existence of Majorana Fermions and Topological Order in Nodal Superconductors2010

    • Author(s)
      M.Sato, S.Fujimoto
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 105

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-Abelian topological orders and Majorana fermions in spin-singlet superconductors2010

    • Author(s)
      M.Sato, Y.Takahashi, S.Fujimoto
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 82

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topological Hall effect in inhomogeneous superconductors2010

    • Author(s)
      S.Fujimoto
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 82

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin fluctuation and superconductivity in noncentrosymmetric heavy fermion systems CeRhSi3, CeIrSi32010

    • Author(s)
      Y.Tada, N.Kawakami, S.Fujimoto
    • Journal Title

      Physical Review B 81

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Non-Abelian topological phase and Majorana fermions in d-wave superconductors2010

    • Author(s)
      M.Sato, S.Fujimoto
    • Organizer
      日本物理学会 2010年秋大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-23
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Upper critical fields in superconductors near ferromagnetic quantum critical points2010

    • Author(s)
      Y.Tada, N.Kawakami, S.Fujimoto
    • Organizer
      International Conference on Heavy Electrons 2010
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      2010-09-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Topological Hall effect in inhomogeneous pairing states of noncentrosymmetric superconductors2010

    • Author(s)
      S.Fujimoto
    • Organizer
      International Conference on Superconductivity and Magnetism 2010
    • Place of Presentation
      Antalya, Turkey
    • Year and Date
      2010-04-28
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 不均一超伝導状態におけるトポロジカル・ホール効果2010

    • Author(s)
      藤本聡
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-22
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Topological Phases of Noncentrosymmetric Superconductors and Superfluids2010

    • Author(s)
      藤本聡
    • Organizer
      IPMU Focus week, Condensed Matter Physics Meets High Energy Physics
    • Place of Presentation
      東京大学IPMU
    • Year and Date
      2010-02-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Theory of Noncentrosymmetric Superconductors : Microscopic Mechanism and Novel Electromagnetic Properties2009

    • Author(s)
      藤本聡
    • Organizer
      9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-09-12
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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