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2019 年度 実績報告書

多極子が織りなす新奇超伝導状態の探索と解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J09908
研究機関京都大学

研究代表者

角田 峻太郎  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワード異方的超伝導 / 多極子揺らぎ / 対称性 / 群論 / 強相関電子系 / スピン軌道相互作用 / 超伝導ギャップ
研究実績の概要

本課題では、多極子秩序に誘起される新奇超伝導状態に関する普遍的な性質を探索することを目的としている。前年度までは、主に多極子秩序によって対称性が破れた相に注目し、FFLO超伝導や非自明ギャップ構造といった様々な新奇超伝導状態を明らかにしてきた。特に、非自明ギャップ構造とトポロジーの関係を包括的に分類した研究については、結果をまとめた論文が今年度4月に出版されたため、宣伝として国際会議において1件の口頭発表、3件のポスター発表を行った。さらに、近年発見された異方的超伝導体UTe2を対象として、第一原理計算をもとに非自明ギャップ構造やトポロジカル超伝導の可能性について議論した。論文はPhysical Review Letters誌に掲載されている。
今年度は、むしろ多極子が秩序する"寸前"に注目し、その多極子揺らぎを媒介とした新奇超伝導状態を探索する研究を行った。具体的には、特にスピン軌道相互作用が強い系に注目し、波数基底で表示した様々な対称性の多極子に関して強的な多極子間相互作用からどのような超伝導状態が安定になるかを網羅的に計算した。結果として、電気多極子揺らぎの場合には通常のs波超伝導の他に、その多極子と同じ対称性をもつ異方的超伝導が安定になることが分かった。一方磁気多極子揺らぎの場合、等方的な系では超伝導が安定にならないが、結晶場の効果を考慮することで異方的なペアリングが現れうることが明らかになった。また、候補物質としてSrTiO3, PrTi2Al20, Li2(Pd, Pt)3Bなどの超伝導体に関する議論も行った。これらの成果については3件の口頭発表、1件のポスター発表を行い、成果をまとめた論文はPhysical Review Research誌に投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Classification of topological crystalline superconducting nodes on high-symmetry lines: Point nodes, line nodes, and Bogoliubov Fermi surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita, Takuya Nomoto, Ken Shiozaki, and Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 ページ: 134513

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.134513

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insulator-Metal Transition and Topological Superconductivity in UTe2 from a First-Principles Calculation2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Ishizuka, Shuntaro Sumita, Akito Daido, and Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 ページ: 217001

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.123.217001

    • 査読あり
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎに誘起される超伝導ペアリングの分類2020

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      「J-Physics: 多極子伝導系の物理」令和元年度領域全体会議
  • [学会発表] 多極子揺らぎに媒介される非従来型超伝導機構2020

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
  • [学会発表] Classification theory of topological crystalline gapless superconductivity2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      3rd EPiQS-TMS Alliance Workshop on Topological Phenomena in Quantum Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological classification of superconducting nodes on rotational axes2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita, Takuya Nomoto, Ken Shiozaki, and Youichi Yanase
    • 学会等名
      Spectroscopies in Novel Superconductors 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological Gapless Superconductivity with Rotation Symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita, Takuya Nomoto, Ken Shiozaki, and Youichi Yanase
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Classification of topological crystalline nodal superconductivity2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Sumita
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎが媒介する異方的超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      J-Physics 地域研究会─大阪
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎに誘起される超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] クラスター磁気多極子揺らぎに媒介される超伝導機構2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] 波数基底の多極子揺らぎに媒介される超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      角田 峻太郎,柳瀬 陽一
    • 学会等名
      電子相関が生み出す超伝導現象の未解決問題と新しい潮流

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公開日: 2021-01-27  

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