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2021 年度 実績報告書

Weyl/Dirac超伝導における幾何学的応答由来のカイラル電磁現象の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19J20144
研究機関大阪大学

研究代表者

松下 太樹  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワードトポロジカル超伝導 / カイラル超伝導 / 熱輸送 / 超伝導 / Dirac電子系 / Berry曲率
研究実績の概要

今年度は、(1)時間反転対称なトポロジカル超伝導におけるスピンネルンスト効果、(2)非ユニタリ超伝導体におけるスピンカロリトロニクス、(3)カイラル超伝導体における異常音響応答、(4)スピン三重項超伝導体UTe2における内因性異常熱Hall効果の4つの研究課題について取り組んだ。以下、それぞれの研究テーマについて実施状況を述べる。
(1)時間反転対称なトポロジカル超伝導におけるスピンネルンスト効果について学術論文の執筆を行った。執筆した論文は米国雑誌Physical Lettersに受理され、出版された。また、論文の内容ついてプレスリリースを行った。プレスリリースの内容は、日経新聞デジタル版に掲載された。
(2)時間反転対称性を破った非ユニタリ超伝導体における熱応答を議論し、この超伝導体に固有のスピン伝導現象を明らかにした。非ユニタリ超伝導体の凝縮体は、スピン分極、カイラリティやヘリシティなど多様な角運動量自由度を有する。そのため、非ユニタリ超伝導体は、これらの角運動量自由度に由来した、輸送特性を発現する可能性があった。解析の結果、非ユニタリ超伝導体が持つスピン分極に由来してスピンゼーベック効果、ヘリシティに由来してスピンネルンスト効果が発現することが明らかとなった。
(3)カイラル超伝導に固有の輸送特性として、異常音響電気効果を明らかにした。異常音響電気効果は、音波の伝搬方向に対し、垂直方向に電気伝導が誘起される現象である。この現象は、カイラル超伝導秩序が持つカイラリティ自由度の揺らぎに由来するため、カイラル超伝導が実現している実験的な証拠になる。
(4)最近発見されたスピン三重項超伝導体UTe2における内因性異常熱Hall効果について、共同研究を実施した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ルイジアナ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ルイジアナ州立大学
  • [雑誌論文] Spin-Nernst Effect in Time-Reversal-Invariant Topological Superconductors2022

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Taiki、Ando Jiei、Masaki Yusuke、Mizushima Takeshi、Fujimoto Satoshi、Vekhter Ilya
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 128 ページ: 097001

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.128.097001

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spectrum Collapse of Disordered Dirac Landau Levels as Topological Non-Hermitian Physics2021

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Taiki、Nagai Yuki、Fujimoto Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 90 ページ: 074703

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.074703

    • 査読あり
  • [学会発表] Spin-Caloritronics of Non-Unitary Superconductors2022

    • 著者名/発表者名
      松下太樹、安藤慈英、正木雄輔、水島健、藤本聡、Ilya Vekhter
    • 学会等名
      令和3年度 新学術領域研究「量子液晶の物性科学」領域研究会
  • [学会発表] Spin-Nernst Effect as a Probe of Helical Superconducting Order in Time-Reversal Invariant Topological Superconductors2022

    • 著者名/発表者名
      松下太樹、安藤慈英、正木雄輔、水島健、藤本聡、Ilya Vekhter
    • 学会等名
      令和3年度 新学術領域研究「量子液晶の物性科学」領域研究会
  • [学会発表] カイラル超伝導におけるカイラル揺らぎが誘起する異常音響ガルバニック効果2021

    • 著者名/発表者名
      松下太樹、水島健、Ilya Vekhter、藤本聡
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
  • [備考] 量子コンピュータの基礎となる トポロジカル超伝導体固有のスピン伝導現象を解明

    • URL

      https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2022/20220314_1

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公開日: 2022-12-28  

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