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2012 年度 実績報告書

不均一超伝導体系における奇周波数電子対の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22340096
研究機関名古屋大学

研究代表者

田仲 由喜夫  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40212039)

研究分担者 柏谷 聡  独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術部門, 上級主任研究員 (40356770)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード近接効果 / 電子対 / 超伝導接合 / トンネル効果
研究概要

奇周波数電子対の近接効果は、p波超伝導体と正常金属の接合系において顕著に表れる と考えられるため、Sr2RuO4(SRO)とAuの界面状態の制御を試みた。T字型の接合を作るために様々な工夫を行った。その結果より低温での測定をする必要があることが明確になった。理論研究では、SROのより現実的なトンネル効果の理論を構築するために、多バンド超伝導体・常伝導体接合のトンネル効果の計算を行った。従来型トンネル効果の標準的な理論はBlonder Tinkham Klapwijkの理論(1982)で、常伝導体・超伝導体接合のトンネル電流がアンドレーエフ反射の効果を取り入れて計算されてきた。その後この理論は田仲・柏谷によって異方的超伝導体に拡張され(1995)、銅酸化物超伝導体のトンネル効果の実験に現れる零電圧コンダクタンスピークの起源が説明された。しかし多バンド超伝導体を扱うBTKを拡張した理論は存在していなかった。 我々はタイトバインディングモデルを拡張することでこの問題を解決することを行った。まず1次元の単一バンドタイトバインディングモデルの初等的量子力学の計算から、透過率によるコンダクタンスをえる公式を求め、超伝導のギャップ関数の大きさはTransferに比べて十分に小さいということでエネルギースケールの分離を行った。その結果、従来型のBTK理論が再現された。また2次元系のモデルに拡張して、田仲・柏谷の1995年の理論が一般のバンド構造(単一バンド)の場合に拡張された。さらにこの成果を用いてSRO・Au接合に計算できるように拡張した。現在いくつかのパラメータに対して計算を行っているが、SROの3つのバンドがそれぞれ異なったアンドレーエフ束縛状態の分散関係を持つこと、そのために零電圧ピークを持つ場合持たない場合など極めて多様な微分コンダクタンスが現れることが明らかになった

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Theory of tunneling spectroscopy of multi-band superconductors2013

    • 著者名/発表者名
      A. V. Burmistrova
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 ページ: 034716_1-14

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.034716

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Majorana fermions and odd-frequency Cooper pairs in a normal-metal nanowire proximity-coupled to a topological superconductor2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Asano
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 ページ: 104513_1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.104513

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry of superconducting pairing state in a staggered field2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shigeta
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 ページ: 224509_1- 13

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.224509

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Odd-Frequency Cooper pair amplitude around a vortex core in a chiral p-wave superconductor in the quantum limit2012

    • 著者名/発表者名
      T. Daino
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 ページ: 064512_1-6

    • DOI

      0.1103/PhysRevB.86.064512

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Supercurrent-Density Contacts and Josephson Effect of Strontium Ruthenate2012

    • 著者名/発表者名
      K. Saitoh
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 5 ページ: 11301_1- 3

    • DOI

      10.1143/APEX.5.113101

    • 査読あり
  • [学会発表] スピン3重項超伝導体のトンネル効果の理論2013

    • 著者名/発表者名
      田仲由喜夫
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] Sr2RuO4/Nb面内接合と磁場応答2013

    • 著者名/発表者名
      柏谷聡
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] Odd-frequency Pairing and Majorana Fermion in Nanowire Proximity Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka
    • 学会等名
      QS2C Theory Forum, International Symposium on Strongly Correlated Quantum Science
    • 発表場所
      Univ. of Tokyo
    • 年月日
      20130126-20130129
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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