| 研究課題/領域番号 |
18540354
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
加藤 勝 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (90204495)
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| 研究分担者 |
小山 富男 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30153696)
町田 昌彦 日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (60360434)
佐藤 修 大阪府立工業高等専門学校, 総合工学システム学科, 助教授 (60290764)
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| キーワード | 超伝導材料・素子 / 磁束相互作用 / ナノ超伝導 / ナノ材料 / 物性理論 |
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| 研究概要 |
自発的半整数量子磁束が生じるd-dotと呼ばれるs-波超伝導体とd-波超伝導体の複合体の間の相互作用を2成分Ginzburg-Landau方程式を有限要素法を用いて数値的に解くことによって調べた。正方形のd-dotに関しては、距離と方向を変化させて、反強磁性的な相互作用と強磁性的な相互作用が生じる領域を調べた。この相互作用を元に、時間依存Ginzburg-Landau方程式を解くことによってシミュレーションを行い、d-dotを一列に並べ、端のd-dotの状態を外部電流によって反転すると、次々と隣り合ったd-dotの状態の反転が生じる結果を得た。この結果はd-dotを用いた回路の構成につながる。
等方的s-波の微小超伝導体では、正方形の形状の場合に、連続モデルのBogoliubov-de Gennes方程式を有限要素法を用いて数値的に解くことで、安定な渦糸構造を微視的なレベルから求めた。転移温度直下では、現象論的なGinzburg-Landau方程式を解いたように磁束の値が量子磁束の2倍の巨大磁束が現れる結果を得た。また、そのときの磁束まわりの準粒子構造が単一量子磁束の場合と異なる結果を得た。
異方的ナノ超伝導体をタイトバインディングモデル上で超伝導対称性の空間変化を取り入れたBogoiubov-de Gennes方程式を数値的に解くことで、超伝導対称性の形状に依る変化を調べ,菱形のd-波超伝導体においては、サイズがコヒーレンス長の10倍程度の大きさになると,s+idという時間反転対称性を破った状態が生じる結果を得た。微小な超伝導ネットワークに対して、正方形状の簡単なネットワークに対して、外部磁場下で、磁束量子がネットワーク中に入った状態で、外部電流を正方形に対して非対称な位置に導入することで、電流の向きにより磁束の運動が対称的に動かないというラチェット効果を生じる結果を得た。
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