研究課題
本年度は、単一磁束渦糸の動的性質についての研究を中心に行った。研究の遂行にあたって、多くの先行研究を発表しているMatthias Eschrig教授（イギリス、Royal Holloway, University of London所属）の研究室に滞在して議論を行った。この議論を通して、交流電場下の磁束渦糸の振動モードを解析するために必要となる数値計算手法を修得した。数値計算では、Keldysh形式の準古典グリーン関数を超伝導の秩序変数、及び、不純物自己エネルギーと自己無撞着に解く。修得した数値計算手法を用いて、s波超伝導体中の渦糸とマヨラナフェルミオンが束縛されているカイラルp波超伝導体中の渦糸の交流電場に対する応答の比較を行った。その結果、s波超伝導体とカイラルp波超伝導体では磁束渦糸の動的性質が異なることが明らかになった。この動的性質の違いとマヨラナフェルミオンの有無についての関係を今後の研究で明らかにしていく予定である。また、カイラルp波超伝導体中の渦糸の動的性質は、磁束渦糸の渦度の向きと秩序変数のカイラリティの向きが平行か反平行かで異なることも明らかになった。渦度とカイラリティが平行か反平行かで磁束渦糸に束縛された低エネルギー準粒子の不純物効果が異なることは先行研究で知られている。動的性質と不純物効果との関連についても研究を進める必要がある。これらの新たに得られた知見について、国内会議において口頭発表を行った。
2: おおむね順調に進展している
来年度に磁束渦糸格子の交流電場応答を研究するために必要な数値計算手法を単一磁束渦糸の交流電場応答の研究を通して修得することができた。現在までは計画通りに研究が進展している。
平成２９年度は、磁束渦糸格子の交流電場応答を明らかにし、マヨラナフェルミオンが磁束渦糸に束縛されていることに起因する光学モードの存在を明らかにすることが当初の計画であった。しかし、平成２８年度までの研究で、単一磁束渦糸の交流電場応答に関しても先行研究では解明されていない問題が残っていることがわかってきた。磁束渦糸格子の研究へ進める前に、単一磁束渦糸についての理解をしっかりと固めておくことが重要であると判断したので、まずは、単一磁束渦糸の交流電場に対する周波数依存性、不純物散乱強度依存性を明らかにする。その後、磁束渦糸格子の交流電場応答の研究にとりかかる。
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すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)
Physical Review Letters
巻: 118 ページ: 145301/1~5
10.1103/PhysRevLett.118.145301
巻: 117 ページ: 037001/1~5
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Physical Review B
巻: 94 ページ: 054514/1~9
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10.1103/PhysRevB.94.224503
http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kato-yusuke-lab/tsutsumi/index
