2018 Fiscal Year Research-status Report
パウリ常磁性、臨界揺らぎ、多バンド性がもたらす磁場下の超伝導理論
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16K05444
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
池田 隆介 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60221751)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 鉄系超伝導 / 超伝導揺らぎ / 渦糸グラス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、(1) BCS-BEC クロスオーバー域の超伝導体の磁場下の超伝導相図を理論的に調べ、BCS型の、つまり従来型の超伝導体、が示す磁場中相図と大きく異なる点を探る研究、(2) 比較的引力の弱いBCS型の超伝導体において、人工的に系の次元性を変えることで、引力が有効的に強いBEC-BCS クロスオーバー域の超伝導体に特有な現象を実現させることができることを理論的に指摘する研究、という2つの成果を主に遂行し、ともに Physical Review B 誌にて論文発表した。
（1）については、鉄系超伝導体である FeSe が実際にBCS-BEC クロスオーバー域の系に属するのであれば、前年に指摘したHc2(T)線より高温側に横たわる広い超伝導揺らぎ域があることは同時に、渦糸格子融解転移という真の磁場中超伝導転移線がHc2 線のはるか低温側に位置していることを示唆する。今回、この視点を理論的に確認した。しかし、実際のFeSe において磁場中で電気抵抗が消失する線はHc2線のわずか低温側にあり、高磁場側の広い超伝導揺らぎ域の存在と見かけ上の不一致がある。今回のこの研究により、電気抵抗の消失は実験で用いられているサンプル内の線状欠陥による渦糸グラス転移で起きていることが推測される。この描像の確立には他の物理量の測定とその検証が必要である。
（２）1粒子の量子力学によると、低次元下するほど引力ポテンシャルによる束縛状態はわずかな引力で形成されやすくなるので、低次元化するほど有効的に引力の強い超伝導につながるはずである。フェルミ超流動のBCS-BEC クロスオーバーの文脈内でこの物理を具体的な計算により明らかにし、超格子のサンプルで人工的な圧力印加などにより同じ準2次元超伝導体内で BCS-BEC クロスオーバー現象を見ることが可能であることを提唱した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目標が、超伝導域にあるFeSe が示す温度―磁場相図の理論的理解を進めることであり、その目的は達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度には、2バンド超伝導体であるFeSe において、約0.5Tを超えるとバンドの一方が超伝導に寄与しなくなると考えられる傍証があることから、ゼロ磁場では超伝導揺らぎが顕著とならないという一方で高磁場では単バンドの巨大な揺らぎ現象を示すという描像が成り立つと考えられ、理論的に整理する必要がある。また磁場下での電気抵抗消失の温度が奇妙に高温側にある点を線状欠陥のある渦糸相図という見地から解明するという目標もある。これらの問題を今後明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
計算機1台の購入予定を次年度に延期したため。
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