Physics of Spin-triplet superconductivity

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00657
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Zheng Guo-qing 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50231444)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 俣野 和明 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (70630945) ; 川崎 慎司 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (80397645) ; 市岡 優典 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (90304295)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: スピン三重項超伝導 / トポロジカル量子現象 / 核磁気共鳴

Outline of Final Research Achievements

We have succeeded in tuning the vector order parameter by carrier density and by magnetic fields in the spin-triplet superconductors CuxBi2Se3. In particular, the upper critical field shows a two-fold symmetry in the hexagonal plane at low fields, but is found to show a six-fold symmetry. This feature is a complementary proof of CuxBi2Se3 being a spin-triplet superconductor described by two-components order parameter. We also found that the orbital function possesses a px symmetry. In the strongly-correlated electron system K2Cr3As3, we discovered the spin-triplet state, and obtained evidence for multiple superconducting phases.

Free Research Field

物性物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スピン三重項超伝導はまだ稀有な現象であり、その物理はなお開拓途上である。特に、スピン自由度に起因する物性が豊富であり、それに対する理解は今後の工業応用への展開にとって重要である。本研究で明らかにした磁場によるスピン三重項超伝導の可制御性や、軌道関数の解明及び多重相の発見は、その学術的な意義が大きく、また、量子計算への応用の基礎を成すものでもある。