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

涡旋相图中超导涨落与泡利顺磁性相互作用的理论研究

• 批准号: 21K03468
• 负责人: 池田 隆介
• 金额: $ 2万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03468/
• 关键词: 超伝導; 渦糸; パウリ常磁性; 弾性揺らぎ; FFLO; 超伝導揺らぎ

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。

The purpose of this study is to confirm the discovery of FeSe superconductivity in a magnetic field with a specific direction, and to explore the basic theory of superconductivity in a magnetic field with a high magnetic field and a low temperature. This research topic is to confirm the existence of high magnetic field and low temperature phase in FeSe layer under vertical magnetic field, and to confirm the existence of phase in FeSe layer under parallel magnetic field. The theoretical study of vortex lattice melting lines in vertical magnetic field is carried out. The results show that the vortex lattice melting lines in vertical magnetic field in high magnetic field and low magnetic field in low temperature phase are orderly modulated in spatial direction. A theoretical description of vortex lattice melt transition lines in the case of strong magnetic properties is reported. In fact, FeSe has been observed in the magnetic field temperature phase of irreversible lines (electrical resistance and magnetic field), 30 years ago, copper acid high temperature superconducting conductor, see phase change, downward convex shift line, vortex liquid field, Hc2 line (mean field approximate shift line) and upward convex shift line. In this paper, the analysis of the vortex melting line of the strong superconductor of the permanent magnetic effect, the vortex lattice, the low temperature generation line of the permanent magnetic effect, is successfully derived. In practice, the convex line of the permanent magnetic effect is proved to exist. The results of this study were submitted to the Chinese Academy of Sciences.

项目成果

Vortex lattice melting line in superconductors with paramagnetic pair breaking

超导体中顺磁对断裂的涡晶格熔化线

• DOI: 10.1103/physrevb.106.024508
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B 誌
• 作者: Dai Nakashima;Ryusuke Ikeda
• 通讯作者: Ryusuke Ikeda

Parquet 方法を用いた渦グラス転移における電気抵抗率の計算

使用 Parquet 方法计算涡流玻璃化转变中的电阻率

• 发表时间: 2023
• 作者: ヌンチョット ナラティップ

パウリ常磁性が誘起する量子超伝導揺らぎ II

泡利顺磁性引起的量子超导涨落II

• 发表时间: 2022
• 作者: Tetsuya Yamamoto;Tomohiro Yamazaki;and Tetsuro Hirose;池田 隆介
• 通讯作者: 池田 隆介

パウリ常磁性が誘起する量子超伝導揺らぎ

泡利顺磁性引起的量子超导涨落

• 发表时间: 2022
• 作者: R. Tripathi;D. T. Adroja;M. R. Lees;V. L. Anand;A. Sundaresan;S. Langridge;A. Bhattacharya;Y. Muro;K. Hayashi;T. Takabatake;池田 隆介
• 通讯作者: 池田 隆介

Fluctuation conductivity and vortex state in a superconductor with strong paramagnetic pair breakingｇ

强顺磁对破断超导体中的涨落电导率和涡旋态

• DOI: 10.1103/physrevb.105.174510
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B 誌
• 作者: Naratip Nunchot;Dai Nakashima;Ryusuke Ikeda
• 通讯作者: Ryusuke Ikeda