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2012 Fiscal Year Annual Research Report

不均一超伝導体系における奇周波数電子対の研究

Research Project

Project/Area Number 22340096
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

田仲 由喜夫  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40212039)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柏谷 聡  独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術部門, 上級主任研究員 (40356770)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords近接効果 / 電子対 / 超伝導接合 / トンネル効果
Research Abstract

奇周波数電子対の近接効果は、p波超伝導体と正常金属の接合系において顕著に表れる と考えられるため、Sr2RuO4(SRO)とAuの界面状態の制御を試みた。T字型の接合を作るために様々な工夫を行った。その結果より低温での測定をする必要があることが明確になった。理論研究では、SROのより現実的なトンネル効果の理論を構築するために、多バンド超伝導体・常伝導体接合のトンネル効果の計算を行った。従来型トンネル効果の標準的な理論はBlonder Tinkham Klapwijkの理論(1982)で、常伝導体・超伝導体接合のトンネル電流がアンドレーエフ反射の効果を取り入れて計算されてきた。その後この理論は田仲・柏谷によって異方的超伝導体に拡張され(1995)、銅酸化物超伝導体のトンネル効果の実験に現れる零電圧コンダクタンスピークの起源が説明された。しかし多バンド超伝導体を扱うBTKを拡張した理論は存在していなかった。 我々はタイトバインディングモデルを拡張することでこの問題を解決することを行った。まず1次元の単一バンドタイトバインディングモデルの初等的量子力学の計算から、透過率によるコンダクタンスをえる公式を求め、超伝導のギャップ関数の大きさはTransferに比べて十分に小さいということでエネルギースケールの分離を行った。その結果、従来型のBTK理論が再現された。また2次元系のモデルに拡張して、田仲・柏谷の1995年の理論が一般のバンド構造(単一バンド)の場合に拡張された。さらにこの成果を用いてSRO・Au接合に計算できるように拡張した。現在いくつかのパラメータに対して計算を行っているが、SROの3つのバンドがそれぞれ異なったアンドレーエフ束縛状態の分散関係を持つこと、そのために零電圧ピークを持つ場合持たない場合など極めて多様な微分コンダクタンスが現れることが明らかになった

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Theory of tunneling spectroscopy of multi-band superconductors2013

    • Author(s)
      A. V. Burmistrova
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 82 Pages: 034716_1-14

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.034716

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Majorana fermions and odd-frequency Cooper pairs in a normal-metal nanowire proximity-coupled to a topological superconductor2013

    • Author(s)
      Y. Asano
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 87 Pages: 104513_1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.104513

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Symmetry of superconducting pairing state in a staggered field2012

    • Author(s)
      K. Shigeta
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 85 Pages: 224509_1- 13

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.224509

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Odd-Frequency Cooper pair amplitude around a vortex core in a chiral p-wave superconductor in the quantum limit2012

    • Author(s)
      T. Daino
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 86 Pages: 064512_1-6

    • DOI

      0.1103/PhysRevB.86.064512

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-Supercurrent-Density Contacts and Josephson Effect of Strontium Ruthenate2012

    • Author(s)
      K. Saitoh
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 5 Pages: 11301_1- 3

    • DOI

      10.1143/APEX.5.113101

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スピン3重項超伝導体のトンネル効果の理論2013

    • Author(s)
      田仲由喜夫
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130326-20130329
  • [Presentation] Sr2RuO4/Nb面内接合と磁場応答2013

    • Author(s)
      柏谷聡
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130326-20130329
  • [Presentation] Odd-frequency Pairing and Majorana Fermion in Nanowire Proximity Systems2013

    • Author(s)
      Y. Tanaka
    • Organizer
      QS2C Theory Forum, International Symposium on Strongly Correlated Quantum Science
    • Place of Presentation
      Univ. of Tokyo
    • Year and Date
      20130126-20130129
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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