Spin transport phenomena induced by quantum geometric structure in topological superconductors

拓扑超导体中量子几何结构引起的自旋输运现象

基本信息

批准号：
20K03860
负责人：
水島健
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、以下の2つの主な研究成果があった。（１）カイラル超伝導体や非ユニタリ超伝導体における交差相関応答。（２）超伝導UTe2における内因性由来の熱ホール効果。（１）については、まず、時間反転対称性を自発的に破ったカイラル超伝導体における異常音響電気効果を明らかにした。カイラル超伝導体には、位相モード（南部ゴールドストーンモード）や振幅モード（Higgsモード）以外にも、超伝導秩序変数の集団励起モードとしてClappingモードが存在する。Clappingモードのエネルギーは、バルクの準粒子エネルギーギャップである２Δよりも低エネルギーであり、長寿命を持つ安定なボソン素励起である。我々は、粒子ホール対称性の破れによってClappingモードが音波と結合することを明らかにした。粒子ホール非対称性を考慮した拡張準古典Keldysh理論に基づいて、音波によって励起されたClappingモードによる線形電流応答を計算した。結果として、Clappingモードの共鳴周波数で電流応答が増大することがわかった。さらに、2022年度には、非ユニタリ超伝導体における熱スピン交差応答を調べた。非ユニタリ超伝導体における対称性の破れを反映して、スピンゼーベック効果やスピンネルンスト効果が生じることがわかった。この結果は、現在、論文としてまとめている。さらに、超伝導UTe2における超伝導ギャップ関数の対称性と内因性由来の熱ホール効果の関係を調べた。UTe2は多重超伝導相やリエントラント超伝導など、様々な非従来型超伝導の性質を示す新奇な超伝導物質であるが、いまだにその超伝導ギャップ関数は特定されていない。我々は、規約表現のもとで許されるギャップ関数に対して内因性熱ホール効果を計算し、いくつかのフェルミ面形状効果などを網羅的に調べた。研究成果をまとめた論文はJPSJ Hot Topicsに選ばれれた。

今年，我们获得了两个主要的研究结果：（1）手性和非自动超导体的互相关反应。（2）超导UTE2中的内源热厅效应。关于（1），我们首先阐明了手性超导体中的异常声电效应，这些效应自发违反了时间对称性。除了相位模式（南金石模式）和振幅模式（HIGGS模式）外，手性超导体还具有拍手模式，作为用于超导有序变量的集体激发模式。拍手模式下的能量低于大量的准粒子能隙2δ，并且是稳定的玻色子激发，其寿命很长。我们已经揭示了由于粒子孔对称性的破坏而带有声波的鼓掌模式夫妇。根据考虑粒子孔不对称的扩展准经典的Keldys理论，计算了通过声激发拍手模式的线性电流响应。结果，发现在拍手模式的共振频率下增加了电流响应。此外，研究了2022年，研究了非自动超导体中的热自旋交叉反应。发现旋转的Seebeck和SpinNernst效应发生了，反映了非自动超导体中的对称性破裂。目前，结果总结为论文。此外，我们研究了超导ute2中超导间隙函数的对称性与内源性热道效应之间的关系。 UTE2是一种新型的超导材料，具有各种非惯性超导性特性，例如多个超导阶段和重新进入的超导性，但尚未指定其超导性间隙函数。我们计算了根据调节术语允许的间隙功能的内源性热道效应，并全面研究了一些费米的表面形状效应。汇总研究结果的论文是由JPSJ热门主题选择的。