Theoretical study of interplay between superconducting fluctuation and Pauli paramagnetism in vortex phase diagram

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本研究の目的は、特定の方向の磁場下で鉄系超伝導体 FeSe において発現が確認された高磁場低温超伝導相の正体を、この系に特徴的な強い超伝導揺らぎ効果と無矛盾な形で明らかにし、磁場下の超伝導の基礎理論の視野を広げることである。本研究課題を立ち上げてから一年ほどして、準2次元構造を有する FeSe の層に垂直な磁場下でも高磁場低温相の存在が確認され、層に平行磁場下での相と特徴が違うことから、これら二つの新奇超伝導相の詳細は異なると想定し、両者を無矛盾な形の解明という目標に重点を置いて研究を進めている。その結果、まず層に垂直磁場下での渦糸格子融解線を記述する理論研究を進め、この場合の高磁場低温相は磁場に沿って、つまり渦糸が延びる方向に秩序パラメタが空間変調するFFLO 渦糸格子であることを結論することができた。しかし、パウリ常磁性の強い状況での渦格子融解転移線を記述する理論はこれまで報告されたことがなかった。実際、FeSeの実験で見た磁場温度相図での不可逆線（電気抵抗がゼロになる磁場）は、30年ほど前に銅酸化物高温超伝導体で見られた相図において下に凸の転移線ではなく、渦糸液体領域が広く、Hc2線（平均場近似転移線）と同様に上に凸の転移線を示していた。今回、パウリ常磁性効果の強い超伝導体の渦糸融解転移線を渦格子の弾性揺らぎの低エネルギーモードの解析を通して導出することに成功し、実験事実で見られた上に凸の転移線がパウリ常磁性効果の存在の証拠であることを明らかにすることができた。この成果は米国雑誌に投稿され、発表された。