軌道自由度がある界面２次元電子系における磁性と超伝導の研究

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J04333
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 中村 康晴 新潟大学, 大学院自然科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: 超伝導 / 空間反転対称性のない系 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 奇パリティ超電導

Outline of Annual Research Achievements

近年、人工的に生成された界面2次元電子系が多くの注目を浴びており、本研究はこの界面2次元電子系でおこる超伝導についての理論解析を行った。特に電場により界面や表面の超伝導となる遷移金属ダイカルコゲナイドに注目し、磁場中における超伝導の熱力学的安定性について成果を挙げた。
物質同士の界面や真空との表面などは上下を反転させた場合にもとに戻らない、いわゆる「空間反転対称性のない系」となっている。これらの系では空間反転対称性の破れに起因した特殊なスピン軌道相互作用が現れる。この特殊なスピン軌道相互作用は様々な物性に大きな影響を与えることが知られている。超伝導を例にとると、通常の引力で奇パリティ超伝導が安定となりうるなどである。
本研究は２層遷移金属ダイカルコゲナイドでおこる超伝導について理論計算を行った。その結果、本物質の結晶構造に起因して、これらの系では従来示されていた結果よりも磁場中で奇パリティ超伝導が安定となりやすいことを示した。さらにより現実に近いパラメーターでの研究を行うことにより、この奇パリティ超伝導の観測可能性についても議論を行った。上記に加えて層間に他の原子をはさむインターカレーションを行った際に奇パリティ超伝導がどの程度安定化されるかについても議論し、論文を制作し雑誌に投稿した。
本研究は現在多くの注目を集めている単層および２層の遷移金属ダイカルコゲナイドを対象とし、また2000 年になって急激に研究が進んでいる空間反転対称性の破れの効果を調べたものであり、これまで報告例の少ない奇パリティ超伝導が実現している可能性を示すものである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。