| 研究課題/領域番号 |
21K03468
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
池田 隆介 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60221751)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 超伝導 / 渦糸 / パウリ常磁性 / FFLO / 超伝導揺らぎ |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、特定の方向の磁場下で鉄系超伝導体 FeSe において発現が確認された高磁場低温超伝導相の正体を、この系に特徴的な強い超伝導揺らぎ効果と無矛盾な形で明らかにし、磁場下の超伝導の基礎理論の視野を広げることである。本研究を立ち上げてから一年ほどして、準2次元構造を有する FeSe の層に垂直な磁場下でも高磁場低温相の存在が確認され、
層に平行磁場下での相と特徴が違うことから、これら二つの新奇超伝導相の詳細は異なると想定し、両者を無矛盾な形で解明するという方針に切り替えて研究を進めた。
その結果、まず層に垂直磁場下での渦糸格子融解線を記述する理論研究を進め、この場合の高磁場低温相は磁場に沿って、つまり渦糸が延びる方向に秩序パラメタが空間変調するFFLO 渦糸格子であることを結論することができた。
一方、磁場が層に平行な場合の高磁場低温相に関しては、超伝導転移線より高磁場での電気抵抗の異常な温度・磁場依存性に着目して揺らぎ伝導度に関する詳細な理論を展開した。特に、広い磁場域で絶縁体的な温度変化を示すことと、低温では負の磁気抵抗を揺らぎ抵抗が示した。これらの特徴を解明することをヒントに研究を進め、この場合の高磁場低温相は第二最低ランダウ準位という量子状態に超伝導秩序パラメタが属する場合にできる、渦と反渦からなる異方的な渦格子になっていると結論することに成功した。
この研究実績を記述している段階で、上記の両方の研究内容をまとめた論文原稿を米国雑誌に投稿中である。
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| 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
研究の方向は十分整っており、研究は順調に進んでいるが、より詳細に物質に合わせた計算と逆に統計力学的な理論研究を進めたいと考えていたので、おおむね順調という印象である。
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| 今後の研究の推進方策 |
層に平行磁場下で実現すると期待している第二最低ランダウ準位の秩序パラメタ状態である渦格子とその融解を理論的に研究する。これは、今まで現実の系で実現したことがなかった稀少な量子状態なので具体的な知見が今までにないので、この機会に理論研究の題材として掘り下げて調べたい。また、関連して、絶対零度近傍での渦糸状態の理論にも着目している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
旅費として使用する予定が、コロナ禍により全く実行できなかったため。
今年度は研究発表と研究上の交流をするための出張が数多くできることを期待している。
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