2016 Fiscal Year Annual Research Report
Microscopic theory for ferromagnetic tricritical points and ferromagnetic superconductivity
Publicly Offered Research
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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16H01079
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
服部 一匡 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (30456199)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 強磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強磁性超伝導体URhGeでは、そのイジング強磁性相の内部で超伝導が現れ、強磁性と超伝導が微視的に共存していると考えられており、近年盛んに研究がなされている。興味深いことにイジング軸に垂直に（横）磁場を印加すると、通常のように超伝導が一旦消失した後、キュリー温度が0になる磁場付近で再び現れることが知られている。また、再出現後の超伝導転移温度は零磁場でのそれよりも高く、磁場下での超伝導状態を実験、理論の両面から明らかにすることは、重要な課題となっている。
本研究では、伝導電子とイジングスピンが結合した時にどのような相が横磁場中で現れるかを調べるために、横磁場を印加した１次元の$S=1$異方的近藤格子模型を密度行列くりこみ群を用いて解析した。伝導電子数とともに種々の相が現れるが、特にクォーターフィリングより小さいフィリングで強磁性が安定化することがわかった。この領域で横磁場の効果を調べたところ、磁気モーメントが磁場の向きに倒れていく過程で、近藤"プラトー"相、および朝永ラッティンジャー液体相があり、完全偏極した相に達することがわかった。強磁性と近藤"プラトー"相は通常の２次元イジングユニバーサリティクラスの二次転移であり、近藤"プラトー"相では伝導電子と局在スピンが強い反強磁性相関を保つことで磁化過程にプラトーのような領域が出現する。また、このことを反映してスピンギャップが有限に開いていることがわかった。朝永ラッティンジャー液体相へは一次転移で転移し、基本的にギャップレスな振る舞いをする。今後は偏極相までに出現するこれらの相や相境界などで、超伝導揺らぎがどのような振る舞いをするのかを調べ、URhGeの超伝導機構について詳細な検討をしたいと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画ではモンテカルロ法を用いた大規模計算を行う予定であったが、進捗が思ったほど良くなかったので、早期に一次元の異方的近藤格子模型の密度行列くりこみ群法による解析に切り替えた。これが功を奏して、予想を上回るペースで横磁場中の相図を作成でき、その中には非常に興味深い相が幾つか見つかっている。導入した計算機もopenmp並列を用いて密度行列くりこみ群法の計算の高速化に非常に有用であった。よって、総合的に判断して、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方針としては、現在得られている結果の早期の論文提出とともに、計算機をもう一台購入し、さらなる精密計算を行う予定である。特に、相関関数の減衰の漸近的振る舞いの「べき」の見積もりには、現在の計算精度は十分とは言えない。さらなるプログラムの高速化と効率化によってこれらの量を計算し、最終的には当初の目的である超伝導相関関数の振る舞いを精度よく計算し、強磁性と超伝導の関係を明らかにしたいと考えている。また、これと並行し、モンテカルロ法による解析の代替案として、強磁性超伝導状態内部でのボゴリューボフデュジャン方程式による数値計算を計画している。この計算は超伝導秩序変数と電磁気学のマクスウェル方程式を自己無撞着に解くことにより自己誘起ボルテックス状態の世界で初めての実証計算になり、チャレンジングな課題である。
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Research Products
(11 results)
