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磁場中物性に着目したスピン軌道相互作用が重要な超伝導体の機構解明の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05542
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
研究機関岡山大学

研究代表者

市岡 優典  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (90304295)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード物性理論 / 超伝導 / 計算物理 / 強相関電子系 / 低温物理 / 磁束・渦糸状態 / スピン軌道相互作用 / 磁場中物性 / 低温物性 / 超伝導材料・素子
研究成果の概要

非従来型超伝導でのスピン軌道相互作用に関係した磁場中の物性の解明する研究を実施した。スピン三重項超伝導カイラルp波超伝導と考えられてきたSr2RuO4を主な対象とし、第一原理電子状態計算で得られるフェルミ面上でのスピンと軌道角運動量の自由度を考慮した多軌道電子状態における常磁性効果による超伝導抑制効果や磁場中物性を解明した。また、スピン三重項カイラルp波超伝導の渦糸状態でのNMRの局所核磁気緩和率については緩和方向とdベクトルの関係も解明した。渦糸状態での低温比熱や局所電子状態などの研究では、磁場方位依存性や非磁性不純物効果など、様々な超伝導対称性の場合について磁場中物性を理論評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年注目されている非従来型超伝導体の超伝導機構を解明するためには、これら多軌道電子系におけるスピン自由だけでなく軌道自由度も考慮した研究が必要となってきている。その解明の手段として印加磁場の方向を回転して超伝導状態の変化を詳細に調べることが有効と考えられるが、その解析のためには、第一原理計算に基づく現実的なフェルミ面とスピン軌道相互作用を出発点とした研究、また、渦糸状態の空間構造を正確に決定した上で、磁場中の物性を定量的理論評価の研究を進め、実験研究の指針となる結果を示すことが必要であり、そのための理論アプローチの方法を開拓することで新たな物性研究の展開を目指している。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Ames Laboratory, Iowa State University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Nonmagnetic impurity effect in vortex states of chiral superconductors2021

    • 著者名/発表者名
      Ueda Takahiro、Sera Yasuaki、Adachi Hiroto、Ichioka Masanori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.014506

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Hall effect generated by fluctuating vortices in type-II superconductors2021

    • 著者名/発表者名
      Taira Takuya、Kato Yusuke、Ichioka Masanori、Adachi Hiroto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 13

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.134417

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Eilenberger theory of Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov states in the presence of vortices2020

    • 著者名/発表者名
      Kenta M. Suzuki, et al
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: B101 号: 21 ページ: 214516-214516

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.214516

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vortex Cores in Narrow Thin-Film Strips2020

    • 著者名/発表者名
      Kogan Vladimir G.、Ichioka Masanori
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 9 ページ: 094711-094711

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.094711

    • NAID

      40022344947

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Twofold Symmetric Electronic Structure of a Vortex in Type II Superconductors2020

    • 著者名/発表者名
      Sera Yasuaki、Adachi Hiroto、Ichioka Masanori
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011040

    • NAID

      130008151803

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relation of Superconducting Pairing Symmetry and Non-Magnetic Impurity Effects in Vortex States2020

    • 著者名/発表者名
      Sera Yasuaki、Ueda Takahiro、Adachi Hiroto、Ichioka Masanori
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 12 号: 1 ページ: 175-175

    • DOI

      10.3390/sym12010175

    • NAID

      120006826005

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variation of zero-energy density of states of a d-wave superconductor in a rotating in-plane magnetic field: Effect of nonmagnetic impurities2020

    • 著者名/発表者名
      Hashitani Yuuki、Tanaka Kenta K.、Adachi Hiroto、Ichioka Masanori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.060501

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Paramagnetic Pair-Breaking in Spin-Triplet Superconductors with Spin-Orbit Coupling: Application to Sr2RuO42019

    • 著者名/発表者名
      Oda Koushi、Tanaka Kenta K.、Onari Seiichiro、Ichioka Masanori
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 6 ページ: 064707-064707

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.064707

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spin diffusion equation in superconductors in the vicinity of Tc2018

    • 著者名/発表者名
      Taira Takuya、Ichioka Masanori、Takei So、Adachi Hiroto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 21

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.214437

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Local NMR relaxation rates T_1_^-1^ and T_2_^-1^ depending on the d-vector symmetry in the vortex state of chiral and helical p-wave superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta K. Tanaka, Masanori Ichioka, and Seiichiro Onari
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 13 ページ: 134507-134507

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.134507

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis for spin-polarized local density of states in the vortex state of helical p-wave superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta K Tanaka, Masanori Ichioka and Seiichiro Onari
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 969 ページ: 012043-012043

    • DOI

      10.1088/1742-6596/969/1/012043

    • NAID

      130006709414

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多軌道超伝導体の磁場中での磁気モーメントの理論研究2020

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導揺らぎとスピンホール効果2020

    • 著者名/発表者名
      平拓也, 加藤雄介, 市岡優典, 安立裕人
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 二回対称な渦糸電子状態の不純物散乱の影響2020

    • 著者名/発表者名
      世良泰明, 安立裕人, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導渦糸状態におけるスピンホール効果2020

    • 著者名/発表者名
      平拓也, 加藤雄介, 市岡優典, 安立裕人
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多軌道超伝導体の磁場中での磁気モーメントの理論研究22020

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カイラル超伝導体の渦糸状態での不純物散乱効果の理論研究2020

    • 著者名/発表者名
      市岡優典, 上田貴裕, 世良泰明, 安立裕人
    • 学会等名
      京都大学基礎物理学研究所研究会「高温超伝導・非従来型超伝導研究の最前線:多様性と普遍性」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Local electronic states around a vortex near the surface for inclined magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      M. Ichioka
    • 学会等名
      XVII International Workshop on Vortex Matter in Superconductors (VORTEX 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local NMR Relaxation Rates T1-1 and T2-1 in the Vortex State of Chiral and Helical P-Wave Superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      M. Ichioka, K.K. Tanaka, and S. Onari
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pauli paramagnetic effect in Spin-Triplet Superconductors with Spin-Orbit Coupling: Application to Sr2RuO42019

    • 著者名/発表者名
      K. Oda, K.K. Tanaka, S. Onari, and M. Ichioka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Twofold Symmetric Electronic Structure of Vortex in Type II Superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sera, H. Adachi, and M. Ichioka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 傾斜磁場下の表面近くでの渦糸まわりの局所電子状態22019

    • 著者名/発表者名
      市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体Sr2RuO4におけるスピン軌道相互作用を考慮したスピン分極2019

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 第二種超伝導体における渦糸の二回対称な電子構造2019

    • 著者名/発表者名
      世良泰明, 安立裕人, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜磁場での表面近くの超伝導渦糸状態2019

    • 著者名/発表者名
      市岡優典
    • 学会等名
      基研研究会「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」(京都大学基礎物理学研究所)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体 Sr2RuO4におけるスピン軌道相互作用を考慮したパウリ対破壊効果2019

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 田中健太, 大成誠一郎, 市岡優典
    • 学会等名
      基研研究会「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」(京都大学基礎物理学研究所)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 第二種超伝導体における渦糸の二回対称な電子構造2019

    • 著者名/発表者名
      世良泰明, 安立裕人, 市岡優典
    • 学会等名
      基研研究会「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」(京都大学基礎物理学研究所)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜磁場下の表面近くでの渦糸状態2019

    • 著者名/発表者名
      市岡優典
    • 学会等名
      第27回渦糸物理ワークショップ(京都大学理学研究科セミナーハウス)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 第二種超伝導体における渦糸の2回対称な電子構造2019

    • 著者名/発表者名
      世良泰明, 安立裕人, 市岡優典
    • 学会等名
      第27回渦糸物理ワークショップ(京都大学理学研究科セミナーハウス)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体中のスピン拡散方程式:Tc近傍の解析2019

    • 著者名/発表者名
      平拓也,竹井聡,市岡優典,安立裕人
    • 学会等名
      第27回渦糸物理ワークショップ(京都大学理学研究科セミナーハウス)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] D-vector Dependence of Local NMR Relaxation Rates T1-1 and T2-1 in the Vortex State of Chiral and Helical P-wave Superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ichioka, K.K. Tanaka, and S. Onari
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-HTSC-XII)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超伝導体Sr2RuO4におけるスピン軌道相互作用を考慮したパウリ対破壊効果2018

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 田中健太, 大成誠一郎, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜磁場下の表面近くでの渦糸まわりの局所電子状態2018

    • 著者名/発表者名
      市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体におけるスピン拡散方程式:Tc近傍の解析2018

    • 著者名/発表者名
      平拓也, 市岡優典, 安立裕人
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 面内磁場回転での低温比熱振動における非磁性不純物効果2018

    • 著者名/発表者名
      市岡優典, 橋谷侑希, 田中健太
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カイラルp波超伝導の渦状態における局所核磁気緩和率のdベクトル依存性2018

    • 著者名/発表者名
      市岡優典, 田中健太, 大成誠一郎
    • 学会等名
      基研研究会「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」(京都大学基礎物理学研究所)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Eilenberger理論による磁場を傾けた場合の渦糸状態2018

    • 著者名/発表者名
      市岡優典
    • 学会等名
      超伝導とその周辺:渦糸物理と検出器の新展開(大阪府立大学I-siteなんば)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体Sr2RuO4におけるスピン軌道相互作用を考慮したパウリ対破壊効果2018

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 田中健太, 大成誠一郎, 市岡優典
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜磁場下の表面近くでの渦糸まわりの局所電子状態2018

    • 著者名/発表者名
      市岡優典
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体Sr2RuO4におけるスピン軌道相互作用を考慮したパウリ対破壊効果の計算2017

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 田中健太, 大成誠一郎, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリカルp波超伝導体のスピン偏極局所状態密度に対する不純物効果2017

    • 著者名/発表者名
      田中健太, 大成誠一郎, 市岡優典
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜磁場下の表面近くの渦糸状態2017

    • 著者名/発表者名
      市岡優典
    • 学会等名
      第25回渦糸物理国内会議 -超伝導体における渦糸状態の物理と応用(2017)-
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体Sr2RuO4におけるスピン軌道相互作用を考慮したパウリ対破壊効果2017

    • 著者名/発表者名
      小田向志, 田中健太, 大成誠一郎, 市岡優典
    • 学会等名
      第25回渦糸物理国内会議 -超伝導体における渦糸状態の物理と応用(2017)-
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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