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強相関電子系における新奇な超伝導電子対の理論

研究課題

研究課題/領域番号 10J08429
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(理論)
研究機関名古屋大学

研究代表者

重田 啓介  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード超伝導 / 強相関電子系 / ペアリング対称性 / 理論
研究概要

超伝導の発見から100年以上が経過する今日においても、その機構や性質の解明は未だ完全とは言えない。本研究では特に、強相関電子系における超伝導のペアリング対称性を理論計算に基づき明らかにしてきた。強相関電子系では、複雑な電子相関が様々な機構や性質をもつ超伝導を引き起こすとされていて、その理論的な解明が必須となっている。ペアリング対称性は超伝導の機構や性質を大きく反映したものになっているため、それを理論的に導くことは有益である。
平成24年度において本研究では、具体的に以下のような研究を実施し成果を挙げた。
【1】交替磁場中の超伝導
交替磁場中の超伝導がもつペアリング対称性を、理論計算(Hubbard模型+乱雑位相近似、揺らぎ交換近似)に基づき明らかにした。交替磁場により電子はスピンに依存した密度変調を起こし、電荷揺らぎを増強させる。その結果、実現する超伝導は非従来的なペアリング対称性(奇周波数スピン3重項s波)を持ち得ることが分かった。多層型銅酸化物においては反強磁性と超伝導がCuO_2面ごとに住み分けし得ることが実験に基づき報告されており、本研究で用いた理論模型が適用され得る。
【2】空間反転対称性が破れた系における超伝導
空間反転対称性が破れた超伝導体で実現するスピン1重項/3重項混合状態の発現機構を、理論計算(拡張Hubbard模型+乱雑位相近似)に基づき明らかにした。空間反転対称性が破れた系では、スピン軌道相互作用の存在によりスピン1重項状態と3重項状態が混合する。本研究によって、その混合状態のペアリング対称性が「ペアリング相互作用」、「スピン軌道相互作用」、「エネルギー分散関係」から微視的にどのように決まるのかが明らかになった。近年続々と発見されている空間反転対称性が破れた超伝導体を理解する上で、重要な役割を果たす。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Symmetry of superconducting pairing state in a staggered field2012

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 号: 22 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.224509

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting Pairing Symmetry on the Extended Hubbard Model in the Presence of the Rashba-Type Spin-Orbit Coupling2012

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 号: 1 ページ: 014702-014702

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.014702

    • NAID

      40019545404

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competition of pairing symmetries and a mechanism for Berezinskii's pairing in quasi-one-dimensional systems2011

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: (印刷中 未定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 空間反転対称性が破れた系における超伝導-拡張Hubbard模型による解析2012

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Superconducting Pairing Symmetry and Spin/Charge Fluctuations in a Staggered Field2012

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 学会等名
      International conference on topological quantum phenomena
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-05-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 交替磁場下の超伝導とスピン/電荷揺らぎ2011

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 交替磁場中の超伝導の理論2011

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 学会等名
      新学術領域『トポロジカル量子現象』第6回集中連携研究会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-07-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 電荷秩序系とのヘテロ界面における超伝導のペアリング対称性2011

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 学会等名
      日本物理学会 第66回年次大会
    • 発表場所
      要旨集
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Pairing Symmetry in the Superconducting State Coexisting with Antiferromagnetism2010

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 学会等名
      新学術領域研究「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」第1回領域研究会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2010-12-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性と共存する超伝導のペアリング対称性2010

    • 著者名/発表者名
      重田啓介
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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