超伝導体の渦糸状態における電荷揺らぎと輸送現象の理論的研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12740203
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 加藤 雄介 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (20261547)
• Keywords: 超伝導 / 渦糸 / 電子状態 / アイレンバーガー方程式 / カイラルp波 / ルテニウム系 / ボロカーバイド / 輸送現象

Research Abstract

本研究では超伝導渦糸状態における電子状態、不純物効果、電気伝導についての理論的、数値的研究を行った。また実験グループと超伝導渦糸状態に関する共同研究も行った。具体的な成果は以下のとおりである。
ルテニウム系超伝導体において実現していると考えられるカイラルp波超伝導体の渦糸相における電子状態を数値的に調べ、有限温度のペアポテンシャルを自己無撞着に求めた。磁場がかかっているために一般の超伝導渦糸状態では時間反転対称性が破れているが、カイラルp波の場合には渦糸中心付近で時間反転対称性が局所的に回復していることがわかった。このことにより、カイラルP波の渦糸中心付近では、磁場のかかっていないs波超伝導体の似た現象が起こることが期待される。その一例として不純物効果を研究し、カイラルP波の渦糸中心付近では非磁性不純物が効かないことを見出した。これは「磁場のかかっていないs波超伝導体では非磁性不純物は効かない」とするアンダーソンの定理がカイラルP波の渦糸状態で成立していると解釈できる。カイラルP波渦糸状態における特異な不純物効果の発見に基づき、電気伝導の具体的な温度依存性、ピン止めエネルギーへの量子効果の観測などの実験による検証を提案した(3月に論文投稿)。
また実験グループとの共同研究の中で、ボロカーバイド超伝導体の渦糸状態における電気伝導、比熱についての理論的解釈を与え、異方的s波超伝導体であると結論付けた。さらに柱状欠陥を導入したボロカーバイド超伝導体の比熱の実験結果から、異方的超伝導体の渦糸状態の比熱への寄与のうち、アンドレーエフ束縛状態からのものは、散乱状態からのそれに比べて無視できることを示した。

Research Products

• [Publications] Yusuke Kato: "Phase-Sensitive Impurity Effects in Vortex Core of Moderately Clean Chiral Superconductors"Journal of Physical Society of Japan. 69. 3378-3386 (2000)
• [Publications] Koichi Izawa: "Low Energy Quasiparticle Excitation in the Vortex State of Borocarbide Superconductor Y Ni_2 B_2 C"Physical Review Letters. 86. 1327-1330 (2001)