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2010 Fiscal Year Annual Research Report

多ギャップ固有ジョセフソン接合におけるジョセフソン効果とレゲット・モード

Research Project

Project/Area Number 22540358
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小山 富男  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30153696)

Keywordsレゲット・モード / 固有ジョセフソン接合 / 多ギャップ超伝導体
Research Abstract

超伝導状態は、U(1)対称性を自発的に破った状態である。この状態では、南部-Goldstoneモードと呼ばれるmasslessの位相モードが現れるが、電荷をもつ電子系ではこのモードはゲージ場に吸収され観測されなくなる。ただし、複数の超伝導ギャップ及びその位相が定義できる多バンド系の超伝導体では事情は少し異なる。ゲージ場に吸収されるのは、in-phaseの位相モードのみであり、out-of-phaseの励起モードは低エネルギー領域にとどまることが知られている。このモードは、レゲット・モードと呼ばれる。近年発見された鉄系超伝導体は、多バンド超伝導体であることが知られている。したがって、鉄系超伝導体でレゲット・モードを観測できる可能性がある。本研究では、大きな異方性を持つ層状の鉄系超伝導体のレゲット・モードを考察し、このモードの励起が物理量にどのような効果を与えるかを考察する。特に、固有ジョセフソン接合を形成する多ギャップ系の位相のダイナミクスを記述する理論の構築を目指す。2010年度は、微視的な2-gap系のHamiltonianから有効作用を導出する方法で、超伝導位相差に対する有効Lagrangianを導いた。さらに、このLagrangianから導かれる運動方程式を数値的に解き、レゲット・モードを共鳴励起させるための条件を解明した。2010年度の成果として、電流-電圧特性が多重ブランチ構造をとる場合、その内部ブランチでジョセフソン振動とレゲット・モードの共鳴が起きることを明らかにした。この共鳴により、電流-電圧特性にステップ状の構造が現れた。

  • Research Products

    (10 results)

All 2010

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results)

  • [Journal Article] Theory of vortex structure in Josephson junctions with multiple tunneling channels : vortex enlargement as a proof of s-wave superconductivity.2010

    • Author(s)
      Y.Ota
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 81

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ambegaokar-Baratoff relation for Josephson critical current in heterojunctions with multi-gap superconductors.2010

    • Author(s)
      Y.Ota
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 81

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First-principal calculations for anisotropy of iron-based superconductors.2010

    • Author(s)
      H.Nakamura
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 470 Pages: 1066-1069

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anomalous Josephson vortex solutions in Josephson junctions with multiple tunneling channels.2010

    • Author(s)
      Y.Ota
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 470 Pages: 1137-1140

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] I-V characteristics in multi-gap intrinsic Josephson junction stacks.2010

    • Author(s)
      T.Koyama
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 470 Pages: 1481-1484

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shapiro steps as a direct prove s-wave symmetry in multi-gap supercondcuting Josephson junctions.2010

    • Author(s)
      Y.Ota
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrodynamics and Intrinsic Josephson effects in multi-gap superconductors.2010

    • Author(s)
      T.Koyama
    • Journal Title

      J.Phys.Conf.Ser.

      Volume: 248

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theory of Josephson effects in iron-based multi-gap superconductor junctions.2010

    • Author(s)
      Y.Ota
    • Journal Title

      J.Phys.Conf.Ser.

      Volume: 248

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inter-grain Josephson currents in two-gap superconductors.2010

    • Author(s)
      Y.Ota
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 470 Pages: S489-S490

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collective modes and Josephson vortices in a hetero Josephson junction between single and two-gap superconductors.2010

    • Author(s)
      Y.Ota
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 470 Pages: S882-S883

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2012-07-19  

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