| 研究課題/領域番号 |
19K03712
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
横山 毅人 東京工業大学, 理学院, 助教 (30578216)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 超伝導 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光は偏光の自由度を持ち、これが光のスピン角運動量を与える。光渦と呼ばれるらせん形の波面を持つ光は、偏光に依存しない軌道角運動量を持つ。また、超伝導体はその軌道角運動量によって分類される。従来型超伝導体と呼ばれるものはその軌道角運動量はゼロである。一方、非従来型超伝導体と呼ばれる超伝導体は有限の軌道角運動量を持つ。
本研究では超伝導体にスピン及び軌道角運動量を持った光を照射し、光による超伝導体の制御性を明らかにする。特に、光の角運動量を超伝導体に転写する現象を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
光は偏光の自由度を持ち、これが光のスピン角運動量を与える。光渦と呼ばれるらせん形の波面を持つ光は、偏光に依存しない軌道角運動量を持つ。また、超伝導体はその軌道角運動量によって分類される。従来型超伝導体と呼ばれるものはその軌道角運動量はゼロである。
本研究では超伝導体にスピン及び軌道角運動量を持った光を照射し、光による超伝導体の制御性を明らかにすることを目的とする。特に、光の角運動量を超伝導体に転写する現象を明らかにし、その実験的検証可能性を議論する。
この目的ため、研究代表者は光渦を取り込んだギンツブルグ・ランダウ方程式を解析した。前年度までに得られた結果に基づき、実験的に検証可能な光の周波数や波長を検討した。また、光渦は前年度までに考察してベッセルビーム以外にラゲール・ガウシアンビームやエルミート・ガウシアンビームもあるが、ビームの変更による効果を考察し、定性的に同様の結果が表れることを示した。
また、（光だけではなく）スピン軌道相互作用や磁性が超伝導にスピン角運動量を与える現象を明らかにした。スピン軌道相互作用あるいは磁性を持つ障壁を金属と超伝導体の間に挟むことにより、磁性によりクーパー対のスピンが回転しスピン偏極したトリプレットクーパー対が発現することを予言した。このスピン偏極したトリプレットクーパー対は金属中の状態密度のゼロエネルギーピークとして実験的に検証可能であることを示した
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の計算はモデル化において大きな簡潔化を行っており、より実験的に検証可能な形での理論的枠組みを提唱する必要がある。これは理論の複雑化を要求し想定より計算が困難になったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の推進方策として以下の発展を考えている：
１．ボゴリューボフ・ドジャン方程式やグリーン関数法を用いた相補的な研究。
２．角運動量ではなくトロイダルモーメント持つ光渦を超伝導体に照射し、超伝導体にトロイダル性を付与する。
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