| 研究課題/領域番号 |
15K05172
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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, 総合科学研究科, 教授 (70304368)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 超伝導薄膜 / 異方的超伝導 / 奇周波数クーパー対 / 時間反転対称性 |
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| 研究実績の概要 |
異方的d波超伝導薄膜において実現する新奇超伝導状態として，Vorontsovによって提案された，時間反転対称性の自発的に敗れた超伝導に着目した研究を行った。この超伝導状態の特徴は，膜面に平行に自発電流が流れている点にある。薄膜の表面付近と中央部分では，自発電流が逆向きに流れており，その結果，膜の全電流はゼロになっている。膜面付近のバックフローは，表面に生成される奇周波数クーパー対によって運ばれている。この奇周波数クーパー対が生み出す「負の超流動密度」に起因する熱力学的不安定性のために，時間反転対称性の自発的な敗れが起きているのである。前年度の研究によって，(1)この超伝導状態は膜面での散漫的表面散乱によって強く抑制されること，(2)フェルミ面の異方性がこの状態の安定化を助けることを明らかにしていた。本年度は，当初の計画通り，(2)の常伝導‐超伝導転移の研究を進展させ，時間反転対称性の自発的に敗れた状態から通常のBCS状態への超伝導‐超伝導転移を議論し，鏡面的な表面を仮定した理論モデルの範囲内で，ｄ波超伝導薄膜の膜厚‐温度相図の全体像を明らかにした。この研究から，BCS状態への超伝導転移は，常伝導‐超伝導転移とは対照的に，フェルミ面の異方性にほとんど影響を受けないことが分かった。これは，BCS状態への超伝導転移付近では，時間反転対称性の敗れを特徴づけるクーパー対の重心運動量がほぼゼロになることに起因している。
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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
当初の予定通り，ｄ波超伝導薄膜の多重超伝導相図を決定することができたが，研究成果の公表には至っていない。これは，研究の過程で，別のタイプ不均一超伝導状態が安定化する膜厚領域が存在する可能性が見えてきたためで，むしろポジティブな理由による。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度に行ったd波超伝導薄膜の超伝導相図の理論解析を継続するとともに，p波超伝導薄膜についても同様な解析を進め，異方的超伝導薄膜におけるフェルミ面効果について包括的な理解を目指す。また，並行して，フェルミ面効果と散漫的表面散乱効果を同時に取り入れた準古典的グリーン関数理論の定式化を行い，理論を拡張する。
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