| 研究課題/領域番号 |
22K03530
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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 | 広島大学 |
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研究代表者 |
東谷 誠二 広島大学, 先進理工系科学研究科(総), 教授 (70304368)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | カイラル超伝導 / エッジ状態 / アンドレーエフ束縛状態 / カイラルエッジ状態 / 表面散乱効果 / 表面束縛状態 / 奇周波数クーパー対 / 物性理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，近年様々な超伝導物質を対象に議論されている，高次カイラル超伝導（非ｐ波カイラル超伝導ともいう）の物性を調べ，超伝導研究の進展に寄与することである．特に，カイラル超伝導体の表面で発現する自発エッジ流状態に着目し，現実の物質に不可避な原子スケールの乱れによる電子散乱を考慮した微視的理論モデルに基づいて，表面状態の理解に重要な諸物性（準粒子状態に対する表面散乱効果や弱磁場化のマイスナー応答など）の解析に取り組み，カイラル超伝導に特有の物理を探る．
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| 研究実績の概要 |
２次元カイラル超伝導体における表面状態密度を準古典グリーン関数理論に基づき解析し，p波，d波，f波等の一群のカイラル超伝導体に現れるエッジ状態（束縛状態）に対する表面散乱の影響を議論した。エッジ状態に関する従来の理論研究の多くは鏡面的な表面を仮定している。本研究の目的は，表面での散漫的な電子散乱の影響を解明することである。エッジ状態の状態密度は，散漫散乱によりブロードになることが予想される。昨年度に行った摂動論に基づく解析により，カイラルp波超伝導のエッジ状態は散漫散乱に対してロバストであるが，d波やf波等の高次のカイラル超伝導では，カイラルｐ波とは対照的に，散漫散乱が状態密度の顕著なブロードニングを引き起こすことが示された。本年度は，表面状態密度からエッジ状態の寿命に対応する量を抽出し，その解析を行うことにより，上記の結果に定量的な根拠を与えた。さらに，散漫散乱が支配的になり摂動論が破綻する状況での表面状態密度を解析し，（１）カイラルp波超伝導体における表面状態密度は散漫散乱極限でもかなり明瞭なピーク構造をもつこと，（２）p波以外のスピン三重項カイラル超伝導体では，散漫散乱により表面近傍の超伝導性が失われ，エッジ状態が消失することを明らかにした。
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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
本年度は，昨年度の摂動論に基づく研究成果をより説得力のあるものにするため，エッジ状態の寿命を定式化し，その解析を行った。さらに，摂動論が破綻する散漫散乱極限におけるエッジ状態の状態密度の解析も行った。これらの研究により，カイラル超伝導体の表面状態研究における新たな知見を得ることができたが，研究の進捗は当初の想定よりやや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究により得られた表面状態密度の理論は，本研究で着目するカイラル超伝導体だけでなく，広く非従来型超伝導体の表面状態に適用できるものである。そこで次年度は，当初計画より研究対象を広げ，本研究の成果を他の超伝導状態を対象に議論されてきた表面散乱効果に関する未解明問題に応用する。具体的には，高温超伝導体に現れるエッジ状態に焦点を当て，その表面状態密度のブロードニングを引き起こす散乱機構の解明に取り組む。
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