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強相関・多自由度系超伝導体の微視的電子状態に基づいた理論研究

Research Project

Project/Area Number 15J01476
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

野本 拓也  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords異方的超伝導 / 重い電子系 / 超伝導対称性 / 軌道自由度 / 非共型空間群 / 強相関電子系 / 第一原理計算
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、重い電子系に代表される強相関・多自由度系超伝導体を微視的な立場から理解することを目的としている。本年度は、前年度のUPt3化合物に対する研究で得られた知見から、多自由度系における超伝導対称性の分類学を推し進め、軌道や副格子の自由度が存在する系で現れる特殊な引力機構やギャップ構造の解析を行った。

特に多軌道系のおける超伝導対称性の分類では、軌道自由度とスピン軌道相互作用を陽に考慮することで、従来の一軌道模型を用いた分類で見逃されてきた特殊なノード構造が可能であることを指摘した。また、多軌道系においては、波数依存性のない局所揺らぎを媒介とした異方的超伝導や、スピン揺らぎなどの競合する揺らぎを必要としない異方的s波超伝導などが実現しうる。本課題ではUPt3やBiS2系超伝導体などを対象に、これら多軌道系に特有な超伝導ギャップの実現可能性について議論した。

副格子自由度は系の空間群が非共型となる場合において特に重要な役割を担う。本課題では非共型空間群におけるノード構造の分類を磁気秩序相へ適用することで、反強磁性超伝導体UPd2Al3および強磁性超伝導体UCoGeのギャップ構造を解析し、引力機構の詳細によらない厳密な結果を得た。特にUPd2Al3が属する空間群では、c軸方向のブリュアンゾーン境界にフェルミ面が存在する限り、s波フルギャップの超伝導が禁止されることを示した。またUCoGeにおいては、第一原理計算で得られるフェルミ面を仮定した場合、どの対称性の超伝導が実現してもラインノードが約束されることを示した。これらのノード構造は実験事実ともコンシステントであり、このような非共型空間群に属するギャップ対称性の分類の重要性を示した結果である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Symmetry protected line nodes in non-symmorphic magnetic space groups: Applications to UCoGe and UPd2Al32017

    • Author(s)
      T. Nomoto, H. Ikeda
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 86 Issue: 2 Pages: 023703-023703

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.023703

    • NAID

      210000134241

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Exotic multi-gap structure in UPt3 unveiled by the first-priniciples analysis2016

    • Author(s)
      T. Nomoto, H. Ikeda
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 117 Issue: 21 Pages: 217002-217002

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.217002

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Classification of “multipole” superconductivity in multiorbital systems and its implications2016

    • Author(s)
      T. Nomoto, K. Hattori, and H. Ikeda
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 94 Issue: 17 Pages: 174513-174513

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.174513

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Omnidirectional Measurements of Angle-Resolved Heat Capacity for Complete Detection of Superconducting Gap Structure in the Heavy-Fermion Antiferromagnet UPd2Al32016

    • Author(s)
      Y. Shimizu, S. Kittaka, T. Sakakibara, Y. Tsutsumi, T. Nomoto, H. Ikeda, K. Machida, Y. Homma, and D. Aoki
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 117 Issue: 3 Pages: 0370011-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.037001

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nodal gap detection through polar angle-resolved density of states measurements in uniaxial superconductors2016

    • Author(s)
      Y. Tsutsumi, T. Nomoto, H. Ikeda, K. Machida
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 94 Issue: 22 Pages: 224503-224503

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.224503

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evidence for chiral d-wave superconductivity in URu2Si2 from the field-angle variation of its specific heat2016

    • Author(s)
      Shunichiro Kittaka, Yusei Shimizu, Toshiro Sakakibara, Yoshinori Haga, Etsuji Yamamoto, Yoshichika Onuki, Yasumasa Tsutsumi, Takuya Nomoto, Hiroaki Ikeda, and Kazushige Machida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Issue: 3 Pages: 033704-033704

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.033704

    • NAID

      210000133846

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 多自由度系超伝導体の分類とノード構造2017

    • Author(s)
      野本拓也
    • Organizer
      物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 多軌道・多自由度系超伝導体における超伝導対称性の研究2016

    • Author(s)
      野本拓也
    • Organizer
      基研研究会「超伝導研究の最先端:多自由度、非平衡、電子相関、トポロジー」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2016-10-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 非共型磁性空間群によって守られたラインノードの研究:UPd2Al3およびUCoGeへの適用2016

    • Author(s)
      野本拓也、池田浩章
    • Organizer
      物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 多軌道超伝導体における多極子超伝導の理論研究2016

    • Author(s)
      野本拓也、服部一匡、池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2016年年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] UPt3における超伝導対称性の微視的理論研究2015

    • Author(s)
      野本拓也、池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Magnetic/multipole fluctuations and superconducting gap symmetry in CeCoIn5 and UPt32015

    • Author(s)
      Takuya Nomoto and Hiroaki Ikeda
    • Organizer
      Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
    • Place of Presentation
      Geneva, Switzerland
    • Year and Date
      2015-08-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 第一原理計算に基づくUPt3の超伝導対称性・発現機構の研究2015

    • Author(s)
      野本拓也、池田浩章
    • Organizer
      基研研究会「多自由度と相関効果が生み出す超伝導の新潮流 ~BCSからBECまで~」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-06-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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