Exotic phenomena in unconventional superconductors: The role of the spin-orbit coupling and chirality of the Cooper pair

非常规超导体中的奇异现象：自旋轨道耦合和库珀对手性的作用

基本信息

批准号：
20K03826
负责人：
御領潤
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hirosaki 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

スピントロニクスの中核をなすスピンホール効果は，スピン軌道相互作用がバンド構造に十分大きな寄与を及ぼす5d電子系金属などで幅広く観測されている。このような金属でカイラル超伝導が発生した場合にどのようなことが起こり得るか，ということを調べるのが本研究課題の主目的である。候補物質としてはSrPtAs, BaPtAs，などの蜂の巣格子系や，UPt3およびURu2Si2などの重い電子系超伝導体など広範な物質群が挙げられる。我々や共同研究者によりカイラル超伝導体のトポロジカルな構造により資料境界に発生するカイラルエッジ状態がスピン流を運ぶことが数値的に示されていたが，今年度はその解析的な表式を得ることに成功した。現在，この成果の出版に向けて論文を執筆中である。また，境界の形状によってはスピン流のみならずエッジに局在した磁化が発生する場合がある。この条件として境界の形状が持つ対称性との関連が考えられるが，いまだ明らかにされておらず今後の研究課題として残る。一方で，フェルミレベルを変化させ局所磁化が増大するための条件を探ったところ，超伝導ギャップが閉じる点，すなわちトポロジカル相転移点（チャーン数が整数値分だけジャンプする相転移点）においてカイラルエッジ状態のエネルギースペクトルの傾き（準粒子速度）が非常に小さくなる際に増大する機構が存在することを数値的に明らかにした。先ほどの解析的表式を得た成果と合わせて，論文を執筆している最中である。

自旋霍尔效应是自旋电子学的核心，已在 5d 电子金属中广泛观察到，其中自旋轨道相互作用对能带结构做出了足够大的贡献。该研究项目的主要目的是研究当此类金属发生手性超导时会发生什么。候选材料包括多种材料，包括SrPtAs和BaPtAs等蜂窝晶格系统，以及UPt3和URu2Si2等重电子超导体。我们和我们的合作研究人员已经用数字证明了由于手性超导体的拓扑结构而在材料边界产生的手性边缘态携带自旋电流，今年我们将获得对此的解析表达式，这是非常成功的。目前正在撰写一篇论文，为发表这一结果做准备。此外，根据边界的形状，不仅可能出现自旋电流，而且可能出现边缘处的局部磁化。这种情况可能与边界形状的对称性有关，但这一点尚未得到澄清，仍然是未来研究的课题。另一方面，当我们研究通过改变费米能级来增加局域磁化强度的条件时，我们发现在超导能隙闭合的点处发现了手性边缘，即拓扑相变点（thephasetransitionpoint）我们已经从数值上阐明了一种机制，即当状态（准粒子速度）的能量谱的斜率变得非常小时，斜率就会增加。我正在根据前面提到的解析表达式的结果来写一篇论文。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electronic structures and effective models in BaPtSb and BaPtAs with ordered honeycomb structures

具有有序蜂窝结构的 BaPtSb 和 BaPtAs 的电子结构和有效模型

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshiki Imai; Tsuyoshi Imazu;Jun Goryo
通讯作者：
Jun Goryo

空間反転対称性を破る物質 BaPtSb における超伝導ペアリング対称性

BaPtSb 中的超导配对对称性，一种打破空间反演对称性的材料

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
工藤成史; 大場翔平; 御領潤
通讯作者：
御領潤

BHZ金属におけるカイラルp-波超伝導のエッジ状態

BHZ 金属中手性 p 波超导的边缘态

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
今津毅士; 御領潤
通讯作者：
御領潤

Non-monotonic Variation of Superconducting Transition Temperature in BaPtAs-BaPtSb Solid Solution

BaPtAs-BaPtSb固溶体超导转变温度的非单调变化

DOI：
10.7566/jpsj.91.123702
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
1.7
作者：
Taiki Ogawa1;2; Kaoru Manabe1; Tetsuya Takeuchi3 ; Takanori Kida4 ; Haruhiko Kuroe5 ; Masayuki Hagiwara4 ; Jun Goryo6 ; Tadashi Adachi5 ;Kazutaka Kudo1
通讯作者：
Kazutaka Kudo1

Tobological feedback for superconducting states

超导态的拓扑反馈