| 研究課題/領域番号 |
21J14804
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
池田 侑平 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
|
| キーワード | エキゾチック超伝導 / スピン軌道相互作用 / 非相反応答 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本課題では、空間反転対称性の破れを有する超伝導体において見られる新奇輸送応答現象の理論的解明・開拓を目的としている。本年度は最近観測が報告された超伝導体における非相反臨界電流現象（超伝導ダイオード効果）に注目し、「内因的対破壊機構における非相反臨界電流現象」という課題に共同で取り組んだ。
この課題は面内磁場が印加された二次元超伝導体における超伝導臨界電流について解析した。巨視的GL理論と微視的なBdG理論とを併用した解析の結果、内因的対破壊機構において超伝導ダイオード効果が現れることがわかった。そして転移温度近傍での超伝導ダイオード効果の大きさについてのスケーリング則を示した。さらに超伝導ダイオード効果に符号反転が現れ、それがヘリカル超伝導への相転移と対応していることも明らかになった。この成果については２件のポスター発表を行い、成果をまとめた論文はPhysical Review Letter誌にて出版された。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度における重要な成果は、内因的な対破壊機構における非相反臨界電流現象の理論的記述に成功したことである。これまでの空間勾配の低次項を取り入れた巨視的理論では超伝導臨界電流に非相反性が現れなかったが、超伝導臨界電流の非相反性について巨視的・微視的な記述に成功したことにより、今後の超伝導研究の可能性を大きく広げることができたと考えている。
また、超伝導ダイオード効果の微視的解析から、ダイオード効果の符号反転領域とヘリカル相転移点とが一致することがわかった。この成果は近年爆発的に研究が進められており、なおかつ実験観測手段が限られている薄膜系超伝導において、新たな測定技法の獲得につながることから、理論だけでなく実験研究にも大きなインパクトを与え、新たな方向性を示すことが期待されるものである。
|
| 今後の研究の推進方策 |
昨年度は内因的対破壊機構による超伝導臨界電流について巨視的・微視的な理論解析を共同で行い、臨界電流に非相反性が現れることを示した。さらに超伝導ダイオード効果にはヘリカル超伝導への相転移と対応した符号反転があることが明らかになった。昨年度行なった計算は純良な試料における薄膜系超伝導系による実現が期待されるが、一般に薄膜系超伝導は不純物の影響が大きく、超伝導の物性に深く関係することが期待される。そこで興味深いのが不純物効果と超伝導ダイオード効果の協奏によって生み出される超伝導の性質である。そのため、今年度は超伝導ダイオード効果に与える不純物の影響を微視的計算によって明らかにすることを目指す。
|
