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2016 年度 実績報告書

カイラルp波超伝導の磁束フローホール効果と渦にかかる力

研究課題

研究課題/領域番号 16J03224
研究機関東京大学

研究代表者

正木 祐輔  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
キーワードカイラルp波超伝導 / 磁束フロー
研究実績の概要

本研究は、カイラルp波超伝導体の単一渦のダイナミクス、特にHall効果について準古典理論を用いて調べることにある。秩序変数のもつカイラリティが、粒子正孔対称性と、渦芯内が対称性により本質的にcleanであることを通してダイナミクスにどのように影響を及ぼすかについて、渦にかかる力に着目し、そのつりあい関係を通して解明することが目的である。その準備として、今年度は重心座標についてのゲージ変換で不変な拡張された準古典方程式を準古典パラメーターによる展開の一次までで正しく導出した。先行研究では不用意に落としている、もしくは取り入れられていると考えられる項も正しく大きさを評価することで、近似の範囲を明瞭にした。
研究会等での議論を通し、松原グリーン関数を介した解析接続による計算方法の重要性を認識したため、松原形式での拡張された準古典方程式の定式化も行った。
拡張された準古典理論は準古典パラメーターと外場について展開し、各次数毎に解くことになる。本年度は、通常の準古典理論に対応する数値計算のコードを完成させた。
また、もともと29年度に行う予定であったr-k空間でのトポロジーの考察について、本グループでs波超伝導渦についてTDGL理論による進展があったため、カイラルp波超伝導についても考察してみたところ、秩序変数の主要成分について、カイラリティの役割が現れないことがわかった。このことから、トポロジカルな記述は困難であると考えるに至った。

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

今年度(28年度)は、昨年度(27年度)から引き続いて、海外渡航および渡航先での共同研究を行う必要があった。その方向での進捗は得られたものの、当初予定していた本研究の計画を達成するには至らなかった。具体的には単一渦の運動方程式の導出、Boltzmann方程式の導出を行うことができなかった。このため、やや遅れているという評価が妥当であると考えている.

今後の研究の推進方策

今後(29年度)はもともと予定していた計画に入る前に、平衡状態での帯電効果と電子にかかる力の釣り合い関係を調べる。これは28年度他グループの、s波超伝導単一渦の帯電効果を拡張準古典理論で調べたという発表があったことによる。当初、平衡状態の帯電効果はミクロな理論でわかっているために、軽視していたが、カイラルp波超伝導で運動量保存則に基づき、電子にかかる力のつりあいを議論することで、平衡状態でもカイラリティの果たす役割について示唆に富んだ知見が得られる、と思いつくに至った。その後、予定の通り、渦糸の運動方程式に書き直し、渦糸のダイナミクス、ホール係数といった輸送係数などの物理量を評価する。
当初29年度に予定していたr-k空間でのトポロジカルな記述は、今年度GLによる考察からわかったとおり、困難であると予想される。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Magnetic anisotropy and conical phase transition in monoaxial chiral magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Masaki and R. L. Stamps
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 ページ: 024418/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.024418

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Finite-Temperature Properties of Three-Dimensional Classical Chiral Helimagnets2016

    • 著者名/発表者名
      M. Shinozaki, S. Hoshino, Y. Masaki, J. Kishine, and Y. Kato
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 85 ページ: 074710/1-7

    • DOI

      10.7566/JPSJ.85.074710

    • 査読あり
  • [学会発表] Spin Wave and Fluctuation Effect in Monoaxial Chiral Magnet2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Masaki and R. Stamps,
    • 学会等名
      61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans(United States of America)
    • 年月日
      2016-11-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 局所的な空間反転対称性の破れた多層超伝導体に おけるペア密度波渦糸コアの電子構造2016

    • 著者名/発表者名
      東陽一、永井佑紀、吉田智大、正木祐輔、 柳瀬陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 2016 年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県、金沢市)
    • 年月日
      2016-09-14
  • [学会発表] Skyrmion Resonance in Coupled Films2016

    • 著者名/発表者名
      正木祐輔, Robert Stamps
    • 学会等名
      日本物理学会 2016 年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県、金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
  • [学会発表] カイラルらせん磁性体中のファン構造2016

    • 著者名/発表者名
      篠嵜美沙子、星野晋太郎、正木祐輔、岸根順一郎、加藤雄介
    • 学会等名
      日本物理学会 2016 年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県、金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
  • [学会発表] Skyrmion resonance in bilayer system2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Masaki and R. Stamps
    • 学会等名
      JEMS2016 8th Joint European Magnetic Symposia
    • 発表場所
      Glasgow(United Kingdom)
    • 年月日
      2016-08-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Bi-skyrmion Resonance2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Masaki and R. Stamps
    • 学会等名
      IEEE Magnetics Summer School
    • 発表場所
      東北大学(宮城県、仙台市)
    • 年月日
      2016-07-11

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公開日: 2018-01-16  

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