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2006 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ超伝導の新奇渦糸状態の相互作用

Research Project

Project/Area Number 18540354
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

加藤 勝  大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (90204495)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小山 富男  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30153696)
町田 昌彦  日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (60360434)
佐藤 修  大阪府立工業高等専門学校, 総合工学システム学科, 助教授 (60290764)
Keywords超伝導材料・素子 / 磁束相互作用 / ナノ超伝導 / ナノ材料 / 物性理論
Research Abstract

自発的半整数量子磁束が生じるd-dotと呼ばれるs-波超伝導体とd-波超伝導体の複合体の間の相互作用を2成分Ginzburg-Landau方程式を有限要素法を用いて数値的に解くことによって調べた。正方形のd-dotに関しては、距離と方向を変化させて、反強磁性的な相互作用と強磁性的な相互作用が生じる領域を調べた。この相互作用を元に、時間依存Ginzburg-Landau方程式を解くことによってシミュレーションを行い、d-dotを一列に並べ、端のd-dotの状態を外部電流によって反転すると、次々と隣り合ったd-dotの状態の反転が生じる結果を得た。この結果はd-dotを用いた回路の構成につながる。
等方的s-波の微小超伝導体では、正方形の形状の場合に、連続モデルのBogoliubov-de Gennes方程式を有限要素法を用いて数値的に解くことで、安定な渦糸構造を微視的なレベルから求めた。転移温度直下では、現象論的なGinzburg-Landau方程式を解いたように磁束の値が量子磁束の2倍の巨大磁束が現れる結果を得た。また、そのときの磁束まわりの準粒子構造が単一量子磁束の場合と異なる結果を得た。
異方的ナノ超伝導体をタイトバインディングモデル上で超伝導対称性の空間変化を取り入れたBogoiubov-de Gennes方程式を数値的に解くことで、超伝導対称性の形状に依る変化を調べ,菱形のd-波超伝導体においては、サイズがコヒーレンス長の10倍程度の大きさになると,s+idという時間反転対称性を破った状態が生じる結果を得た。微小な超伝導ネットワークに対して、正方形状の簡単なネットワークに対して、外部磁場下で、磁束量子がネットワーク中に入った状態で、外部電流を正方形に対して非対称な位置に導入することで、電流の向きにより磁束の運動が対称的に動かないというラチェット効果を生じる結果を得た。

  • Research Products

    (8 results)

All 2007 2006

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 1 results)

  • [Journal Article] Artificial spin system using composite structures of d- and s-wabe superconductors2007

    • Author(s)
      M.Kato, M.Hirayama, S.Nakajima, H.Suematsu, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      Pages: 495

  • [Journal Article] Non-equilibrium vortex states of superconducting inhomogeneous micro-plate with external current2006

    • Author(s)
      O.Sato, M.Kato
    • Journal Title

      Physica C 445-448

      Pages: 274-276

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A d-dot : as an Element of Superconducting Device2006

    • Author(s)
      M.Kato, M.Hirayama, H.Suematsu, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Society 48

      Pages: 1074

  • [Journal Article] Quasi-particle spectrum of the nano-scaled anisotropic superconducting plate2006

    • Author(s)
      M.Kato, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Journal Title

      Physica C 437-438

      Pages: 132

  • [Journal Article] Self-Consistent Solution of the Bogoliubov-de Gennes Equation for a Single Vortex in f-wave Superconductors : Application to Sr2RuO42006

    • Author(s)
      M.Kato, H.Suematsu, K.Maki
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 850

      Pages: 579

  • [Journal Article] Physical Properties of composite structures of d- and s-wave superconductors (d-dot's)2006

    • Author(s)
      M.Kato, M.Hirayama, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 850

      Pages: 781

  • [Journal Article] Quasi-particle Soectrum of Nano-scale Superconductors under External Magnetic Fiels2006

    • Author(s)
      H.Suematsu, M.Kato, M.Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 850

      Pages: 777

  • [Journal Article] The interaction between square d-dot's2006

    • Author(s)
      M.Hirayama, M.Kato, Masahiko Machida, T.Koyama, T.Ishida
    • Journal Title

      Physica C 445-448

      Pages: 264

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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