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パウリ常磁性、臨界揺らぎ、多バンド性がもたらす磁場下の超伝導理論

研究課題

研究課題/領域番号 16K05444
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関京都大学

研究代表者

池田 隆介  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60221751)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード超伝導 / パウリ常磁性 / 臨界揺らぎ / 渦糸状態 / 超伝導揺らぎ / 鉄系超伝導 / 渦糸グラス / 鉄系超伝導体 / 重い電子系超伝導 / 反強磁性 / BCS-BECクロスオーバー / 物性理論 / 量子凝縮相 / 常磁性
研究成果の概要

鉄系超伝導体 FeSe は電子数密度が小さく、超伝導の構成要素である電子対(ペア)をもたらす電子間引力が非常に強いと示唆される系であるため、従来の超伝導の基礎理論が適用できない超伝導がそこでは起こっていると考えられる。実際、強いパウリ常磁性(ゼーマン効果)を示唆する高磁場超伝導相の存在、弱磁場下の超伝導転移温度より異常に高温域まで見られる強い超伝導揺らぎ現象、といった奇妙な実験事実が報告されていた。本研究では、これまでの超伝導理論を拡張して、特に強い超伝導揺らぎ現象の解明に焦点を当てた理論を開発し、主要な磁場下の実験事実を説明することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超伝導の理論は、90年代に集中的に研究された銅酸化物高温超伝導も含む多くの超伝導の物理現象を説明できるBCS理論にこれまで基づいてきたが、近年発見され現在盛んに研究されている鉄系超伝導体の一つである FeSe では、BCS理論の枠を超えた引力の強い超伝導が実現しているため、この系を主たる対象とした研究により、超伝導理論を拡張し、その結果を実験事実との比較により検証し、量子凝縮系物理の更なる発展に寄与することができると期待される。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Impact of strong anisotropy on the phase diagram of superfluid 3He in aerogels2020

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Hisamitsu, Masaki Tange, Ryusuke Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B 誌

      巻: 101 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.100502

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stabilization of the vortex-liquid state by strong pairing interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Adachi, Ryusuke Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B 誌

      巻: 99 号: 6 ページ: 064508-064508

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.064508

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dimensionality-induced BCS-BEC crossover in layered superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Adachi, Ryusuke Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B 誌

      巻: 98 号: 18 ページ: 184502-184502

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.184502

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of half-quantum vortices in equal-spin pairing states of 3He2018

    • 著者名/発表者名
      Natsuo Nagamura, Ryusuke Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B 誌

      巻: 98 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.094524

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible triplet superconducting order in a magnetic superconducting phase induced by paramagnetic pair breaking2017

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Hosoya, Ryusuke Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 22

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.224513

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced superconducting fluctuation effects on thermodynamic properties in the BCS-BEC crossover regime2017

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Adachi, Ryusuke Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 18 ページ: 184507-184507

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.184507

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coupled k-space structure of d-wave superconducting and magnetic orders induced by paramagnetic pair-breaking effect2016

    • 著者名/発表者名
      畠山雄気、池田隆介
    • 雑誌名

      Physical Review B 誌

      巻: 93 号: 10 ページ: 104503-104503

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.104503

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluctuation diamagnetism in two-band superconductors2016

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Adachi, Ryusuke Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 13

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.134503

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 2バンド超伝導体における渦格子融解転移2019

    • 著者名/発表者名
      足立景亮
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dimensionality‐Induced BCS‐BEC Crossover2018

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Adachi
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stability of Half-Quantum Vortices in Polar Phase in Anisotropic Aerogel2018

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Ikeda
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 空間反転対称性が無い超伝導体における横磁化の解析2017

    • 著者名/発表者名
      弾雄一郎, 池田隆介
    • 学会等名
      第72回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 強結合域における磁場中超伝導ゆらぎの理論研究2017

    • 著者名/発表者名
      足立景亮, 池田隆介
    • 学会等名
      第72回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Dangling Spin-Triplet Order in High Field Superconducting Phase induced by Strong Paramagnetic Pair-Breaking2017

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Ikeda
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems, SCES 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconducting-fluctuation effects in strong-coupling regime2017

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Ikeda
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics (LT28)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強結合域で生じる超伝導ゆらぎ現象の理論研究2016

    • 著者名/発表者名
      足立景亮, 池田隆介
    • 学会等名
      2016年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学大学院理学研究科凝縮系理論グループ

    • URL

      http://cond.scphys.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Quantum Fluids and Solids 20192019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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