| 研究課題/領域番号 |
15K05164
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
柳瀬 陽一 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70332575)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | トポロジカル超伝導 / 空間反転対称性がない超伝導 / ｄ波超伝導 |
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| 研究実績の概要 |
トポロジカルに非自明な数理構造を持つトポロジカル超伝導体の研究が近年爆発的に進められてきた。しかし、従来型の超伝導体はトポロジカル超伝導体ではない。言い換えると、トポロジカル超伝導体となるためには何らかの特別な要因が必要とされる。そして、これまでの研究の多くは、特殊なバンド構造に起因するトポロジカル超伝導を対象としてきた。
一方、強相関電子系に多く見られる非従来型超伝導体では、クーパー対の非自明な対称性に起因するトポロジカル超伝導が起こり得る。その観点からSr2RuO4やCuxBi2Se3などが研究されてきたが、強相関トポロジカル超伝導となりうる物質の多くについて、そのトポロジカルな性質は未解明のまま残されている。
本研究では、強相関電子系超伝導体の代表格とも言える銅酸化物高温超伝導が、空間反転対称性を破る条件下で２次元トポロジカル超伝導になることを示した。それは所謂トポロジカル周期表により分類される「強い」トポロジカル超伝導体であり、不純物や電子相関に対しても安定である。
また、３次元のｄ波超伝導体は空間反転対称性が欠如した結晶構造の下でワイル超伝導になることを示した。そのワイルノード構造は、ワイル超伝導体として良く知られているカイラル超伝導体のものとは大きく異なる。そのため、トポロジカル表面状態にも特殊な構造が現れる。これらの結果をチャーン数と巻き付き数の組み合わせから理解できることを示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
銅酸化物高温超伝導体や重い電子系を含む広いクラスの異方的超伝導体がトポロジカル超伝導となることを発見した成果は画期的であると考えられる。よって本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
２７年度はｄ波超伝導体を対象としたトポロジカル超伝導の設計を行ったが、今後はそのメカニズムを一般化し、より幅広い物質を対象とした研究を展開する。また電子相関効果や多極子自由度を取り入れたミクロな計算を行い、トポロジカル超伝導体の物性予測を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度行った研究において発見した常磁性効果を用いたトポロジカル超伝導の研究を来年度以降において一層発展させるために研究経費使用計画を見直した。来年度以降より効率的に使用する計画を策定した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究協力者である大学院生と分担して各地の国際研究集会等で成果発表を積極的に行うこととした。そのための旅費として使用する。また、トポロジカル相を網羅的に調べ最適な物質を提案する。その計算に適した数値計算用計算機を新たに購入する。
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