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多極子が織りなす新奇超伝導状態の探索と解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J09908
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(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

角田 峻太郎  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード異方的超伝導 / 多極子揺らぎ / 対称性 / 群論 / 強相関電子系 / スピン軌道相互作用 / 超伝導ギャップ / トポロジー / K理論 / 磁気多極子秩序 / 超伝導ギャップ構造 / FFLO超伝導 / 非共型対称性
研究実績の概要

本課題では、多極子秩序に誘起される新奇超伝導状態に関する普遍的な性質を探索することを目的としている。前年度までは、主に多極子秩序によって対称性が破れた相に注目し、FFLO超伝導や非自明ギャップ構造といった様々な新奇超伝導状態を明らかにしてきた。特に、非自明ギャップ構造とトポロジーの関係を包括的に分類した研究については、結果をまとめた論文が今年度4月に出版されたため、宣伝として国際会議において1件の口頭発表、3件のポスター発表を行った。さらに、近年発見された異方的超伝導体UTe2を対象として、第一原理計算をもとに非自明ギャップ構造やトポロジカル超伝導の可能性について議論した。論文はPhysical Review Letters誌に掲載されている。
今年度は、むしろ多極子が秩序する"寸前"に注目し、その多極子揺らぎを媒介とした新奇超伝導状態を探索する研究を行った。具体的には、特にスピン軌道相互作用が強い系に注目し、波数基底で表示した様々な対称性の多極子に関して強的な多極子間相互作用からどのような超伝導状態が安定になるかを網羅的に計算した。結果として、電気多極子揺らぎの場合には通常のs波超伝導の他に、その多極子と同じ対称性をもつ異方的超伝導が安定になることが分かった。一方磁気多極子揺らぎの場合、等方的な系では超伝導が安定にならないが、結晶場の効果を考慮することで異方的なペアリングが現れうることが明らかになった。また、候補物質としてSrTiO3, PrTi2Al20, Li2(Pd, Pt)3Bなどの超伝導体に関する議論も行った。これらの成果については3件の口頭発表、1件のポスター発表を行い、成果をまとめた論文はPhysical Review Research誌に投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 12件)

  • [雑誌論文] Classification of topological crystalline superconducting nodes on high-symmetry lines: Point nodes, line nodes, and Bogoliubov Fermi surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Sumita Shuntaro、Nomoto Takuya、Shiozaki Ken、Yanase Youichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 13 ページ: 134513-134513

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.134513

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insulator-metal transition and topological superconductivity in UTe2 from a first-principles calculation2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishizuka, Shuntaro Sumita, Akito Daido, Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 123 号: 21 ページ: 217001-217001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.217001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry-protected line nodes and Majorana flat bands in nodal crystalline superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Shingok, Sumita Shuntaro, Yanase Youichi, Sato Masatoshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 18 ページ: 180504-180504

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.180504

    • NAID

      130007646248

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unconventional superconducting gap structure protected by space group symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Sumita Shuntaro、Yanase Youichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 13 ページ: 134512-134512

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.134512

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multipole Superconductivity in Nonsymmorphic Sr2IrO42017

    • 著者名/発表者名
      Sumita Shuntaro、Nomoto Takuya、Yanase Youichi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 119 号: 2 ページ: 027001-027001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.027001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎに誘起される超伝導ペアリングの分類2020

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      「J-Physics: 多極子伝導系の物理」令和元年度領域全体会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多極子揺らぎに媒介される非従来型超伝導機構2020

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Classification theory of topological crystalline gapless superconductivity2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      3rd EPiQS-TMS Alliance Workshop on Topological Phenomena in Quantum Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological classification of superconducting nodes on rotational axes2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita, Takuya Nomoto, Ken Shiozaki, and Youichi Yanase
    • 学会等名
      Spectroscopies in Novel Superconductors 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological Gapless Superconductivity with Rotation Symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita, Takuya Nomoto, Ken Shiozaki, and Youichi Yanase
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Classification of topological crystalline nodal superconductivity2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎが媒介する異方的超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      J-Physics 地域研究会─大阪
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎに誘起される超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クラスター磁気多極子揺らぎに媒介される超伝導機構2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎに媒介される超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      電子相関が生み出す超伝導現象の未解決問題と新しい潮流
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Classification of topological crystalline superconducting nodes on high-symmetry line2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita, Takuya Nomoto, Ken Shiozaki, and Youichi Yanase
    • 学会等名
      APS March Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高対称線上におけるトポロジカル結晶超伝導ノードの分類2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,野本 拓也,塩崎 謙,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高対称線上におけるトポロジカル結晶超伝導ノードの分類2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,野本 拓也,塩崎 謙,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第4回領域研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Unconventional gap structure depending on angular momentum2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita and Youichi Yanase
    • 学会等名
      21st International Conference on Magnetism
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unconventional superconducting gap structure protected by space group symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita and Youichi Yanase
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological classification of symmetry-protected superconducting point nodes2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita, Takuya Nomoto, Ken Shiozaki, and Youichi Yanase
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3回回転対称性に守られた角運動量に依存するノードのある超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      電子相関が生み出す新規な秩序と超伝導現象:トポロジー,液晶状態,動的現象
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 空間群対称性に守られた非自明超伝導ギャップ構造2018

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      「J-Physics: 多極子伝導系の物理」平成30年度領域全体会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 奇パリティ磁気多極子揺らぎに誘起される超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Weyl superconductivity depending on angular momentum2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      TMS-EPiQS 2nd Alliance Workshop: Topologial magnets and topological superconductors
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 奇パリティ拡張磁気多極子状態におけるFFLO超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎
    • 学会等名
      J-Physicsトピカルミーティング「どう創る?:キラル磁性体と拡張多極子」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 角運動量jzに依存する超伝導ポイントノード --- UPt3, UBe13, SrPtAsなどへの適用 ---2018

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎
    • 学会等名
      「J-Physics: 多極子伝導系の物理」平成29年度領域全体会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3回回転対称性がある系における角運動量に依存するWeyl超伝導状態2018

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム酸化物Sr2IrO4における多極子超伝導2017

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎
    • 学会等名
      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,人工制御
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Multipole superconductivity in nonsymmorphic Sr2IrO42017

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間群によって守られる非自明な超伝導ギャップノード2017

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Superconductivity coexisting with magnetic multipole orders in Sr2IrO42017

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      J-Physics 2017: International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multipole Superconductivity and Unusual Gap Closing --- Application to Sr2IrO4 and UPt3 ---2017

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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