2021 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical studies on couplings between surface Majorana fermions and boson excitations in topological superconductors and superfluids
| Project/Area Number |
19K14662
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
正木 祐輔 東北大学, 工学研究科, 助教 (90837840)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 多成分超流動 / 半整数渦 / 集団励起 / スピンネルンスト効果 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
１．多成分超流動の一つである3P2超流動の非軸対称渦とフェルミオン束縛状態の研究を行った．高磁場相において，半整数渦二つの束縛エネルギーを計算することで，整数渦の分裂の可能性を見出した．また非軸対称渦は，離散対称性による特徴付けが可能であり，具体的には磁気鏡映対称性と磁気π回転対称性が存在する．二つの半整数渦への分裂においては分裂方向によって，保たれる離散対称性が異なること，この分裂において保たれる離散対称性に応じて，分裂距離が変化することが明らかとなった．この成果の一部は既に論文として投稿済みである．
２．時間反転対称なトポロジカル超伝導の原因となるヘリカルクーパー対が，温度勾配と垂直方向に電子スピンの流れを誘起するスピンネルンスト効果の存在を超伝導動力学理論に基づいて明らかにした．具体的には不純物散乱を動力学理論で扱うことで，不純物バンドが形成され，スピンネルンスト効果が生じることを明らかにした．また，散乱体の種類が強い散乱体（ユニタリ極限）に近づくとゼロエネルギーでの不純物束縛状態が形成され，スピンネルンスト効果の符号変化が生じることが明らかとなった．この成果は既に論文として出版されている．
３．二つの電荷密度波の間に現れる超伝導状態の界面の光誘起ダイナミクスを調べた．界面を駆動することで，界面から，超伝導と電荷密度波からなる擬スピンの集団運動による波が放射される現象を数値的に明らかにした．これらが系の集団励起に対応することを，自己無撞着な線形感受率に含まれる励起情報の観点から明らかにした．この成果は現在論文として取りまとめているところである．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は二度の所属変更と，半年間の大幅なエフォートの制限のために，計画通りに進めることが困難であった．
一方で，本課題とトポロジカルな観点から類似性の多い多成分超流動の渦について継続的に行っていた計算と，ヘリカル超伝導のスピン流の熱応答で大きな進展があった．この研究の手法は本課題とも密接に関係しているため専念することとなった．
|
| Strategy for Future Research Activity |
Keldysh 形式の非平衡準古典理論により，表面存在下での線形応答を構成し，ボソン励起の動的応答 (有限振動数の励起) の定式化を行う．具体的な問題設
定としてスラブ形状を用いてボソンの表面束縛状態を考える．
|
| Causes of Carryover |
コロナ感染再拡大により，学会がオンライン化され予定していた出張が白紙になってしまったこと，議論のための出張が行えなかったことによる．また異動に伴い，移管手続の関係で科研費を使えない期間が多かったことも要因である．最終年度である次年度に，予定している国内出張が２，３件あるため，これに使用する予定である．
|
