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準周期系の超伝導の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14350
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

酒井 志朗  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (80506733)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード準結晶 / 超伝導 / フラクタル / 準周期系 / 非従来型超伝導 / FFLO状態
研究成果の概要

準結晶中で起こる超伝導の基本的性質を明らかにするとともに、磁場下で新しいタイプの超伝導状態を見出した。準結晶の原子配列は規則正しいものの周期的でない。従って、準結晶中を動く電子はフェルミ面をもたない。一方、超伝導の基礎理論であるBardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理論は、フェルミ面上での2電子が対を成すことを出発点としている。この前提が崩れる準結晶は、BCS理論が導く性質とは異なる超伝導物性を示す可能性がある。実際に、数値計算により種々の性質についてBCS理論の予測とは有意に異なる結果を得た。また、磁場下において秩序変数の符号の空間変化を伴う新しい超伝導状態を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

準結晶超伝導体の基本的性質を明らかにしたことは、今後の準結晶超伝導研究の土台を与える。特に、準結晶超伝導体と通常の超伝導体との物性における差異が明らかになったことは、その特徴を実験的に検出する上で重要である。また、磁場下の超伝導状態の研究を通して、準結晶がエキゾチック超伝導と呼ばれるタイプの非従来型超伝導体の候補と成り得ることを示した。更に、これらの研究によって明らかになったフラクタル的非一様性を有する超伝導状態は、今後、フラクタル構造と超伝導の協奏を研究する上での出発点となりうる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] パリ南大学/パリ第7大学/サクレー研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ブルックヘブン国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ミナス・ジェライス連邦大学(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Physical properties of weak-coupling quasiperiodic superconductors2020

    • 著者名/発表者名
      Nayuta Takemori, Ryotaro Arita, Shiro Sakai
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 2005.03127 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exotic pairing state in quasicrystalline superconductors under a magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai and Ryotaro Arita
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 1 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.1.022002

    • 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] Exotic pairing state in quasicrystalline superconductors under magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai and Ryotaro Arita
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1905 ページ: 014871-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 準結晶の超伝導-フラクタル超伝導研究の黎明-2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤憲昭、神谷京佑、酒井志朗、竹森那由多
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 53 ページ: 531-542

    • NAID

      40021709208

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation-Driven Lifshitz Transition at the Emergence of the Pseudogap Phase in the Two-Dimensional Hubbard Model2018

    • 著者名/発表者名
      Braganca Helena、Sakai Shiro、Aguiar M.C.O.、Civelli Marcello
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.067002

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of Bogoliubov Band Hybridization in the Optimally Doped Trilayer Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ2017

    • 著者名/発表者名
      Kunisada So、Adachi Shintaro、Sakai Shiro、Sasaki Nae、Nakayama Mitsuhiro、Akebi Shuntaro、Kuroda Kenta、Sasagawa Takao、Watanabe Takao、Shin Shik、Kondo Takeshi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 119 号: 21 ページ: 217001-217005

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.217001

    • 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
  • [雑誌論文] Vertical temperature boundary of the pseudogap under the superconducting dome in the phase diagram of Bi2Sr2CaCu2O8+δ2017

    • 著者名/発表者名
      Loret B.、Sakai S.、Benhabib S.、Gallais Y.、Cazayous M.、M?asson M. A.、Zhong R. D.、Schneeloch J.、Gu G. D.、Forget A.、Colson D.、Paul I.、Civelli M.、Sacuto A.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.094525

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Superconductivity in quasiperiodic systems2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      Frontiers of Correlated Electron Sciences
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quasicrystalline superconductors under magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      Spectroscopies in Novel Superconductors
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exotic pairing state in quasiperiodic superconductors under magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      Interdisciplinary Symposium for Quasicrystals and Strongly Correlated Electron Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exotic superconductivity in quasicrystals under magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 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] 準結晶超伝導の理論研究2019

    • 著者名/発表者名
      酒井志朗
    • 学会等名
      京都大学基礎物理学研究所研究会 「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」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exotic Superconductivity in Quasicrystals under Magnetic Field2019

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Physics Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study of quasicrystalline superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN) 2018
    • 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] Superconductivity on Penrose lattice2017

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      Open space between aperiodic order and strong electronic correlations
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconductivity on quasiperiodic lattice2017

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      the 28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study of quasicrystalline superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Shiro Sakai
    • 学会等名
      CEMS Symposium on Trends in Condensed Matter Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-22  

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