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超伝導体が均一である場合のギンツブルグ・ランダウ方程式は実験的・理論的に良く調べられているが、超伝導多層膜においてはオーダー・パラメターの線形項で決まる物理量(臨界温度T_cや上部臨界磁場H_<c2>)に限られていた。このことの理論的な理由は超伝導多層膜に対して、オーダー・パラメターの非線形項が導かれていないからである。
超伝導体/強磁性体超格子(S/F)は、それぞれの物質を積層させてたもので、超伝導・磁性の秩序が共存することが出来る。磁性層の厚さを増加させると、隣り合う超伝導層間のオーダー・パラメータの位相差が0である状態からπである状態に変化し、超伝導臨界温度が非単調な振る舞いをすることが理論的にも実験的にも示され、磁性層を含まない超格子(S/S')では見られない特有の現象として知られている。
今年度の研究で初めて、S/F超格子の場合に対しても均一な超伝導体の場合と同じ精度でオーダー・パラメターの非線形項を求めることが出来た。これを使い、S/S'超格子に対して外部磁場が層に垂直に印加している場合に対して非線形項が重要となる磁化の温度依存性を求めた。
本来ならば、S/F超格子に対しても同様の計算を実行する計画であったが、π位相の状態では印加磁場方向に対してもS/S'超格子には無い電流が生じ、これの解析的な取り扱いに手間取り現在進行中である。
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