微小な超伝導体が示す異常な磁気応答に関する理論的研究

微小超导体反常磁响应的理论研究

基本信息

批准号：
15J00797
负责人：
鈴木修
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、奇周波数クーパー対と呼ばれる新奇粒子の磁気応答をしらべる。超伝導現象は、2つの電子がクーパー対を形成し、位相を揃えて凝縮することによって引き起こされる。クーパー対への凝縮の結果、超伝導体は電気抵抗の消失、完全反磁性（マイスナー効果）といった特異な電磁気学的性質を示す。すなわち、超伝導体の物理的性質はクーパー対の性質によって決められる。これまでの多くの研究ではクーパー対を組む２電子は同一時刻の電子同士であるという仮定に基づいている。しかし、２電子の相対時間を考慮すると、クーパー対は「周波数」の自由度を持つため、偶周波数クーパー対か奇周波数クーパー対に分類される。現在までの超伝導に関するほとんどの研究が、偶周波数対称性のクーパー対にのみ注目しているのに対し、本研究では奇周波数クーパー対、特にその異常な電磁気学的性質に着目する。本研究で着目したのはカイラル超伝導体の自発エッジ電流という現象である。カイラル超伝導体とは、有限の角運動量を有するクーパー対によって引き起こされる超伝導体を指す。現在カイラル超伝導体の最有力候補はルテニウム酸化物超伝導体である。また、近年では重い電子系超電導体やグラフェンでのカイラル超伝導体が議論されている。クーパー対の角運動量は、超伝導体試料端に自発的に電流を要請するが、これまでに自発エッジ電流の観測例は報告されていない。これまで、エッジ電流の未観測は試料表面の乱れが主な原因だと考えられていた。そこで我々は試料表面の乱れが自発エッジ電流に与える影響について理論的に調べた。その結果、カイラルｐ波、ｄ波超電導体のエッジ電流は表面の乱れに強いが、カイラルｆ波超伝導体のそれは乱れに弱いことを明らかにした。加えて、この違いは超電導体表面に現れる奇周波数クーパー対の対称性の違いで理解できると結論した。

在这项研究中，我们研究了称为奇数库珀对的新型颗粒的磁反应。超导现象是由库珀对形成两个电子引起的，分为相。由于凝结成库珀对的结果，超导体表现出独特的电磁特性，例如失去电阻和完全磁性磁性（Meissner效应）。也就是说，超导体的物理特性取决于库珀对的特性。许多先前的研究基于以下假设：库珀配对的两个电子是电子。但是，考虑到两个电子的相对时间，库珀对具有“频率”的自由度，并被分为甚至频率的库珀对或奇数频率库珀对。迄今为止，大多数对超导性的研究仅着眼于偶数对称性库珀对，但本研究侧重于奇数库珀对，尤其是它们的异常电磁特性。手性超导体中自发边缘电流的现象集中在重点上。手性超导体是指由具有有限角动量的库珀对引起的超导体。目前，手性超导体最有可能的候选者是氧化峰超导体。近年来，已经讨论了使用石墨烯的重型电子超导体和手性超导体。库珀对的角动量自发要求在超导体样品边缘处请求电流，但到目前为止，尚未据报道自发边缘电流的示例。到目前为止，人们认为未观察到的边缘电流是样品表面干扰的主要原因。因此，我们从理论上研究了样品表面对自发边缘电流的影响。结果，据揭示了手性p波和D波超导体的边缘电流对表面障碍具有抗性，但手性F波超导体的边缘对扰动较弱。此外，我们得出的结论是，可以通过出现在超导体表面上的奇数库珀对的对称性差异来理解这种差异。

项目成果

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专利数量（0）

Effects of Surface Roughness on the Paramagnetic Response of Small Topological Superconductor

表面粗糙度对小型拓扑超导体顺磁响应的影响

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木修;浅野泰寛;Shu-Ichiro Suzuki and Yasuhiro Asano;Shu-Ichiro Suzuki and Yasuhiro Asano
通讯作者：
Shu-Ichiro Suzuki and Yasuhiro Asano

Edge current in a small chiral superconductor

小型手性超导体中的边缘电流

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryuji Takahashi;Shuichi Murakami;宮町俊生，高橋文雄，中島脩平，Antonov Victor，高木康多，魚住まどか，横山利彦，Ernst Arthur，小森文夫;大串研也;Y. Asano
通讯作者：
Y. Asano

Spontaneous edge current in a small chiral superconductor with a rough surface

具有粗糙表面的小型手性超导体中的自发边缘电流

DOI：
10.1103/physrevb.94.155302
发表时间：
2016
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Shu-Ichiro Suzuki;Yasuhiro Asano
通讯作者：
Yasuhiro Asano

カイラルd波超伝導体のエッジ電流

手性 d 波超导体中的边缘电流

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木修;浅野泰寛
通讯作者：
浅野泰寛

Effects of surface roughness on the paramagnetic response of small unconventional superconductor

表面粗糙度对小型非常规超导体顺磁响应的影响

DOI：
10.1103/physrevb.91.214510
发表时间：
2015
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
福間洸平;ビシコフスキーアントン;林慎吾;梶原隆司;飯森拓嗣;小森文夫;田中悟;Shu-Ichiro Suzuki and Yasuhiro Asano
通讯作者：
Shu-Ichiro Suzuki and Yasuhiro Asano