強相関・多自由度系超伝導体の微視的電子状態に基づいた理論研究

基于强相关多自由度超导体微观电子态的理论研究

基本信息

批准号：
15J01476
负责人：
野本拓也
金额：
$ 1.09万
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：
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

本研究課題は、重い電子系に代表される強相関・多自由度系超伝導体を微視的な立場から理解することを目的としている。本年度は、前年度のUPt3化合物に対する研究で得られた知見から、多自由度系における超伝導対称性の分類学を推し進め、軌道や副格子の自由度が存在する系で現れる特殊な引力機構やギャップ構造の解析を行った。特に多軌道系のおける超伝導対称性の分類では、軌道自由度とスピン軌道相互作用を陽に考慮することで、従来の一軌道模型を用いた分類で見逃されてきた特殊なノード構造が可能であることを指摘した。また、多軌道系においては、波数依存性のない局所揺らぎを媒介とした異方的超伝導や、スピン揺らぎなどの競合する揺らぎを必要としない異方的s波超伝導などが実現しうる。本課題ではUPt3やBiS2系超伝導体などを対象に、これら多軌道系に特有な超伝導ギャップの実現可能性について議論した。副格子自由度は系の空間群が非共型となる場合において特に重要な役割を担う。本課題では非共型空間群におけるノード構造の分類を磁気秩序相へ適用することで、反強磁性超伝導体UPd2Al3および強磁性超伝導体UCoGeのギャップ構造を解析し、引力機構の詳細によらない厳密な結果を得た。特にUPd2Al3が属する空間群では、c軸方向のブリュアンゾーン境界にフェルミ面が存在する限り、s波フルギャップの超伝導が禁止されることを示した。またUCoGeにおいては、第一原理計算で得られるフェルミ面を仮定した場合、どの対称性の超伝導が実現してもラインノードが約束されることを示した。これらのノード構造は実験事実ともコンシステントであり、このような非共型空間群に属するギャップ対称性の分類の重要性を示した結果である。

该研究项目的目的是从微观角度理解强相关的多自由度超导体，例如重电子系统。今年，我们将在前一年UPt3化合物研究成果的基础上，推进多自由度系统中超导对称性的分类，探索轨道和亚晶格系统中出现的特殊吸引机制。我们分析了间隙结构。他指出，特别是，在对多轨道系统中的超导对称性进行分类时，通过明确考虑轨道自由度和自旋轨道相互作用，可以创建在使用传统单轨道模型进行分类时被忽略的特殊节点结构。此外，在多轨道系统中，可以实现由局域涨落介导的不依赖波数的各向异性超导，以及不需要自旋涨落等竞争涨落的各向异性s波超导。在这个项目中，我们重点关注 UPt3 和 BiS2 超导体，并讨论了实现这些多轨道系统特有的超导间隙的可能性。当系统的空间群非共形时，亚晶格自由度起着特别重要的作用。在本项目中，我们将通过将非共形空间群中的节点结构分类应用于磁有序相，分析反铁磁超导体UPd2Al3和铁磁超导体UCoGe的间隙结构，并研究其吸引机制的细节。得到了结果。特别是，我们发现，在UPd2Al3所属的空间群中，只要c轴方向的布里渊区边界处存在费米面，就禁止s波全能隙超导。此外，在UCoGe中，如果我们假设通过第一性原理计算获得的费米面，我们表明无论实现哪种超导对称性，都可以保证线节点。这些节点结构与实验事实一致，该结果表明对属于此类非共形空间群的间隙对称性进行分类的重要性。

项目成果

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专著数量（0）

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专利数量（0）

Omnidirectional Measurements of Angle-Resolved Heat Capacity for Complete Detection of Superconducting Gap Structure in the Heavy-Fermion Antiferromagnet UPd2Al3

全方位测量角分辨热容，全面检测重费米子反铁磁体 UPd2Al3 中的超导间隙结构

DOI：
10.1103/physrevlett.117.037001
发表时间：
2016
期刊：
Phys. Rev. Lett.
影响因子：
0
作者：
Y. Shimizu;S. Kittaka;T. Sakakibara;Y. Tsutsumi;T. Nomoto;H. Ikeda;K. Machida;Y. Homma;and D. Aoki
通讯作者：
and D. Aoki

UPt3における超伝導対称性の微視的理論研究

UPt3超导对称性的微观理论研究