空間反転対称性のない強相関電子系超伝導に関する理論的研究

无空间反演对称性的强相关电子系统超导理论研究

基本信息

批准号：
08J00753
负责人：
多田靖啓
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00753/
关键词：
超伝導空間反転対称性強相関電子系

项目摘要

22年度は主に、強磁性超伝導体UCoGeとトポロジカル絶縁体の電子相関効果について研究を行った。まず、近年発見された強磁性重い電子系超伝導体UCoGeにおいては、特異な上部臨界磁場H_<c2>の振る舞いが観測されており、興味がもたれている。我々は、NMRの実験グループと共同研究を行うことにより、この物質の特徴的な強磁性磁気揺らぎを理論に取り込んで、H_<c2>の振る舞いを解析した。そこにおいて、H_<c2>の異方性はa軸とc軸で10倍以上ひらきがあり、その起源は磁場による量子臨界性のチューニングからくるpair weakeningにあることを示した。さらに、a軸からc軸へ磁場を傾けたときの磁場角度依存性は、異方的質量モデルでは説明できないほど急峻であり、磁気的量子臨界性が超伝導にとって重要であることが示された。このことは、UCoGeにおいて強磁性スピン揺らぎと超伝導とが直接的に結び付けられたことを意味しており、この超伝導がスピン揺らぎによって引き起こされていることの強い証拠を得たことになる。次に、トポロジカル絶縁体における電子相関効果についてである。トポロジカル絶縁体・超伝導体における相互作用の効果はまだあまり理解されておらず、理論的側面からも、またCePtBiなどの電子相関が効くトポロジカル絶縁体の候補物質の理解のためにも重要である。相互作用のないときのトポロジカル絶縁体の基本的な性質としてバルク・エッジ対応があげられるが、本研究ではとくに、そこにおける電子相関効果に着目した。エッジを持つような非一様な形状の系を考え、非一様系に対する動的平均場理論を適用し、サイト毎の局所状態密度を計算しエッジモードの性質を調べた。今後の課題として、バルク・エッジ対応が成り立たないような量子状態の実現可能性の解析などがあげられる。

在2012财年，我们主要研究了铁磁超导体Ucoge和拓扑绝缘子的电子相关效应。首先，在最近发现的电子超导体Ucoge中，已经观察到了独特的上临界磁场H_ <c2>的行为，这很有趣。通过与NMR实验组进行联合研究，我们通过将该物质的特征铁磁磁波动纳入理论来分析H_ <c2>的行为。这表明H_ <c2>的各向异性是A轴和C轴上的号角的10倍以上，其起源成对弱化，这来自磁场的数量调整。此外，当磁场从A轴倾斜到C轴时，磁场角依赖性是如此陡峭，以至于无法通过客厅质量模型来解释磁场，并且已证明磁量子关键性对于超导很重要。这意味着Ucoge已与铁磁自旋和超导直接相关，这获得了强有力的证据，表明这种超导是由自旋波动引起的。接下来是拓扑绝缘体中的电子相关效应。拓扑绝缘体和超导体中的相互作用尚不清楚，从理论方面来看，它对于理解拓扑绝缘子的候选物质也很重要，这些物质在电子相关性（例如Ceptbi）中有效。拓扑绝缘子的基本特性是没有相互作用的情况下的，但本研究的重点是电子相关效应。考虑到具有边缘的非均匀形状系统，应用了非识别剂系统的动态平均理论理论，并计算了每个位点的局部状态密度以检查边缘模式的性质。未来的问题包括分析不支持散装边缘的量子状态的可行性。