接合界面における競合する電子相による新規物性の理論的研究

键合界面竞争电子相引起的新物理性质的理论研究

• 批准号: 17710072
• 负责人: 森 道康
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710072/
• 关键词: 高温超伝導; 銅酸化物; マーデルングポテンシャル; 頂点酸素; 強磁性共鳴; ジョセフソン効果; シャピロステップ; 交差相関; 超伝導; 強磁性; ハーフメタル強磁性体; π状態; qubit; 磁気励起; トンネルハミルトニアン; pi-state

二つのテーマに取り組んだ。(1)酸化物界面において余分な酸素や酸素原子位置の僅かな違いが物性を変えることが知られている。一方、銅酸化物高温超伝導体,Bi2212,では、銅と頂点酸素との距離が空間的に変化し、それと反相関するようにエネルギーギャップも空間的に変化することが観測されている。この反相関の起源が、頂点酸素と面内酸素のポテンシャル差にあることを見出した。数値シミュレーションを用いてポテンシャルの空間変化を解析し、頂点酸素と面内酸素と共有結合性がギャップの空間変化を与えていることを明らかにした。この結果は、高温超伝導体の超伝導転移温度の物質依存性とも起源を同じくしており、酸化物の物性制御において酸素原子の重要性を示している。(2)強磁性体を介したジョセフソン接合におけるスピンダイナミクスと超伝導電流との交差相関効果を調べた。マイクロ波照射によって磁化の歳差運動が引き起こされているときの超伝導電流に対する応答を計算した。そのために、磁化の運動方程式と超伝導秩序変数の位相に関する運動方程式とが結合した模型を提案した。そして、マイクロ波の周波数が強磁性共鳴条件を満たすとき、電流電圧特性にステップ構造が現れることを示した。この現象は交流電場によって現れるシャピロステップと呼ばれる電流電圧特性と類似しているが、我々の得た結果はスピンダイナミクスによって起きている点が異なる。この結果は、スピンダイナミクスと超伝導電流との交差相関効果の研究への発展が期待できる。

我从事两个主题。 （1）众所周知，氧化物界面上多余的氧和氧原子的位置的略有差异改变了物理特性。另一方面，在氧化铜高温超导体BI2212中，已经观察到铜和顶点氧之间的距离在空间上发生了变化，并且能量差距也在空间上变化，这是在与此的反相关性的情况下。发现这种反相关的起源在于顶端氧和面内氧之间的电势差。使用数值模拟，分析了电势的空间变化，并发现顶点氧，面内氧和共价键导致间隙的空间变化。该结果也具有与高温超导体超导过渡温度的材料依赖性相同的来源，表明氧原子在控制氧化物物理特性中的重要性。 （2）我们通过铁磁学研究了约瑟夫森交界处的自旋动力学与超导电流之间的互相关效应。当微波辐射引起磁化强度的进动时，对超导电流的反应。为此，我们提出了一个模型，其中将磁化运动方程和有关超导级变量相的运动方程组合在一起。已经表明，当微波频率满足铁磁共振条件时，当电流 - 电压特性中出现阶跃结构。该现象类似于称为夏皮罗步骤的电流 - 电压特性，该特性由AC电场表现出来，但我们的结果有所不同，因为它们由于自旋动力学而发生。可以预期，该结果将发展为对自旋动力学和超导电流之间的互相关效应的研究。

项目成果

Electronic states of multilayered high-Tc cuprates with charge imbalance: Gutzwiller approximation on interlayer hopping

电荷不平衡的多层高温铜酸盐的电子态：层间跳跃的 Gutzwiller 近似

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physica C 460-462
• 作者: 広瀬喜久治;小野倫也 他;S. Hikino;M. Mori;S. Takahashi;M. Mori
• 通讯作者: M. Mori

Theory of multilayered cuprates

多层铜酸盐理论

• 发表时间: 2007
• 作者: 広瀬喜久治;小野倫也 他;S. Hikino;M. Mori;S. Takahashi;M. Mori;M. Mori;S. Hikino;S. Hikino;S. Takahashi;S.Hikino;M.Mori;M.Mori;M.Mori;森 道康;M. Mori;森 道康
• 通讯作者: 森 道康

Supercurrent pumped by ferromagnetic resonance in ferromagnetic Jose phson junctions

铁磁何塞相子结中的铁磁共振泵浦超电流

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physica C 463-465
• 作者: 広瀬喜久治;小野倫也 他;S. Hikino;M. Mori;S. Takahashi;M. Mori;M. Mori;S. Hikino;S. Hikino;S. Takahashi
• 通讯作者: S. Takahashi

Effect of magnons on the 0-pi transition in a superconductor/half-metalc ferromagnet/superconductor junct

磁振子对超导体/半金属铁磁体/超导结中 0-pi 转变的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physica C 463-465
• 作者: 広瀬喜久治;小野倫也 他;S. Hikino;M. Mori;S. Takahashi;M. Mori;M. Mori;S. Hikino;S. Hikino
• 通讯作者: S. Hikino

Theory of O-pi transition in a superconductor/ferromagnet/superconductor junction

超导体/铁磁体/超导体结中的 O-pi 转变理论

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Magn. Magn. Mater 310
• 作者: 広瀬喜久治;小野倫也 他;S. Hikino;M. Mori;S. Takahashi;M. Mori;M. Mori;S. Hikino;S. Hikino;S. Takahashi;S.Hikino
• 通讯作者: S.Hikino