研究課題
本年度は、半スカーミオン励起へのスピン揺らぎの効果およびd波超伝導機構の定式化について主に研究を行った。半スカーミオン励起のネール状態における分散関係は、高温超伝導体母物質における角度分解光電子分光で得られている励起構造と良い一致を示す。しかしながら、スピン揺らぎの影響によって分散関係が大きく変更を受ける可能性がある。この点について、半スカーミオン励起のまわりに存在するスピンの影響をゲージ場を用いて定式化し、半スカーミオン励起の自己エネルギーを計算した。その結果、ゲージ場との相互作用の最低次のダイアグラムの寄与は小さく、半スカーミオン励起の分散はほとんど影響を受けないことがわかった。また、半スカーミオン励起描像に基づくd波超伝導機構の定式化を行った。ネール秩序が存在しない領域においても、反強磁性相関が十分発達している領域では半スカーミオン励起の存在が期待される。これは反強磁性相関と半スカーミオン励起の関係が局所的な関係で結ばれているためである。ネール状態においては半スカーミオン励起は非線形シグマ模型を用いて定式化されていたが、磁気的長距離秩序が存在しない領域においての定式化のために、まずボソン表示へ移り、さらに双対変換を行って半スカーミオン励起が基本的な場となるような定式化を行った。得られた作用から、ホールと半スカーミオンの間には、ベリー位相項を通して、磁気的なローレンツ力に類似した相互作用が働くことがわかった。この相互作用によって、d波超伝導が可能であることを平均場近似で明らかにした。他の対称性を持つクーパー対の安定性についても考察を行い、バルクで安定でありかつ最大の超伝導ギャップを持つ状態がd波であることを示した。また、ホール間のクーロン斥力および半スカーミオン間に働く斥力相互作用に対する安定性を議論した。
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Physical Review B 73
ページ: 64504
Physical Review B 72
ページ: 104502
Journal of Magnetism and Magnetic Materials (印刷中)
Journal of Physics B : Atomic, Molecular & Optical Physics (印刷中)
