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2007 年度 実績報告書

超伝導・超流動体における、時間反転対称性をもつ量子渦の理論

研究課題

研究課題/領域番号 17540314
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 雄介  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (20261547)

キーワード超伝導 / 渦糸 / 電子状態 / 準古典理論 / アンデレーエフ束縛状態 / 走査型トンネル分光 / アイレンバーガー方程式
研究概要

前年度までに得られた電子状態に対する運動方程式の解析解を用いて現実の系に即したバンド構造の異方性を入れた電子状態の理論を構築した。具体的にはボロカーバイド超伝導体YNi2B2Cのバンド構造計算の結果(Yamauchi, et. al. 2004)を取り込んで渦糸まわりの状態密度を計算し、走査型トンネル分光、顕微鏡で得られた実験結果(Nishimori 2004)との比較を行った。その際に実験結果から超伝導ギャップに異方性を決定知る方法を次のように提案した。すなわち、渦糸周りの電子状態から、フェルミ面のうち、ノードから離れたい場所での超伝導ギャップの構造が決定され、磁場回転熱伝導度の実験からフェルミ面上のノードの位置を推定することができる。すなわち第一原理計算によって得られたバンド構造と渦糸周りの局所的な電子状態を測定できる走査型トンネル顕微鏡、分光装置と、磁場回転熱伝導度のデータを相補的に活用することで、超伝導ギャップの異方性を決定することができる。その際にわれわれが得た渦糸まわりの電子状態の解析解は有効である。またわれわれの解析的理論を援用して、分数渦度をもつ超伝導渦糸まわりのアンドレーエフ束縛状態の性質を用いて調べ、物質の個性によらず、秩序変数の多価性だけから束縛状態の数が決まる普遍的な性質があることを見出した。また分数渦の周りの電子状態は著しく異方的であり、局所状態密度の観測から分数渦が同定できる可能性があることを指摘した。われわれの結果は秩序変数の異方性を取り入れた分数量子渦の電子状態の理論の基礎となり、異方的超伝導体で実現しうる分数量子渦を今後実験的に検証する上で役立つと期待される。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanism of Anomalous Tunneling in Condensed Bose System2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato, H. Nishiwaki and A. Fujita
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 77

      ページ: 13602-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculated Positions of Point Nodes in the Gap Structure of the Borocarbide Superconductor YNi2B2C2007

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Kato, Hayashi, Yamauchi, Harima
    • 雑誌名

      Physical Review B 76

      ページ: 214514-1-8

    • 査読あり
  • [学会発表] 渦糸まわりの電子状態と超伝導ギャップの異方性2008

    • 著者名/発表者名
      加藤 雄介
    • 学会等名
      東京工業大学COE21量子ナノ物理学研究会「ナノスケールに現れる新奇な超流動・超伝導」
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2008-01-18
  • [学会発表] Low Energy scattering in condensed Bose system2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 雄介
    • 学会等名
      Yukawa International Seminar 2007
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2007-11-06
  • [学会発表] 渦糸まわりの電子状態と超伝導ギャップの異方性2007

    • 著者名/発表者名
      加藤雄介
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会領域6シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 渦糸まわりの電子状態と超伝導ギャップの異方性2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 雄介
    • 学会等名
      21世紀COEプロジェクト「強相関物理工学」RA自主研究会
    • 発表場所
      デュープレックスセミナーホテ
    • 年月日
      2007-06-19
  • [備考]

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kato-yusuke-lab/

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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