| 研究課題/領域番号 |
20K03826
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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 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
御領 潤 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70365013)
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| 研究分担者 |
植木 輝 北海道大学, 理学研究院, 研究院研究員 (90828469)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | Superconductivity / Topology / Spin-orbit interaction / カイラル超伝導 / 対称性 / トポロジー / スピン軌道相互作用 / 多バンド構造 / スピンホール金属 / 強相関電子系 / カイラルエッジ状態 / 境界状態 / 超伝導スピントロニクス / 時間反転対称性の破れ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多バンド構造やスピン軌道相互作用が存在する金属系では、スピンホール効果など多彩なスピントロニクスが展開されている。そのような金属系の超伝導ではさらに豊富な現象が生じ、超伝導スピントロニクスやトポロジカル超伝導など興味深い提案が数多くなされているが、未だ開拓の余地が大いにある。本研究では蜂の巣ネットワーク系超伝導体 SrPtAs に注目する。この超伝導体では時間反転対称性を破るトポロジカルなカイラルd-波状態が実現している可能性が高い。我々はスピン軌道相互作用とカイラル状態の協奏により何が起こり得るか詳細に検討し、トポロジー的性質を活用した超伝導スピントロニクスの新たな展開を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では蜂の巣ネットワーク系超伝導体 SrPtAs に注目し, スピン軌道相互作用の影響で引き起こされる非自明な超伝導現象を探った. 特に, SrPtAs の超伝導では時間反転対称性を破るトポロジカルなカイラルd-波ペアリング対称性が実現している可能性を追求し, スピン軌道相互作用とカイラルなペアリングの協奏を詳細に調べ, 試料境界で自発磁化が発生し得ることを明らかにした. この現象は普遍的な性質を持ち, SrPtAs に限らずスピンホール金属系のカイラル超伝導状態では必ず生じることを別の一般的な模型を用いて示した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超伝導と磁性は元来相反するものと考えられてきた. しかし, 強磁性超伝導体など磁性と超伝導が共存する場合も存在し得ることが, 強相関電子系の超伝導に関する議論が発展するにつれ明らかになってきた.この問題は, クーパー対のトポロジー的性質とスピン軌道相互作用の協奏により自発磁化が発生するというものであり, 磁性の起源として新しいものである. 超伝導スピントロニクスに新たな知見を用いることとなり, 新たなデバイス開発への足掛かりともなり得る.
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