Spin transport phenomena induced by quantum geometric structure in topological superconductors

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本年度は、以下の2つの主な研究成果があった。（１）カイラル超伝導体や非ユニタリ超伝導体における交差相関応答。（２）超伝導UTe2における内因性由来の熱ホール効果。（１）については、まず、時間反転対称性を自発的に破ったカイラル超伝導体における異常音響電気効果を明らかにした。カイラル超伝導体には、位相モード（南部ゴールドストーンモード）や振幅モード（Higgsモード）以外にも、超伝導秩序変数の集団励起モードとしてClappingモードが存在する。Clappingモードのエネルギーは、バルクの準粒子エネルギーギャップである２Δよりも低エネルギーであり、長寿命を持つ安定なボソン素励起である。我々は、粒子ホール対称性の破れによってClappingモードが音波と結合することを明らかにした。粒子ホール非対称性を考慮した拡張準古典Keldysh理論に基づいて、音波によって励起されたClappingモードによる線形電流応答を計算した。結果として、Clappingモードの共鳴周波数で電流応答が増大することがわかった。さらに、2022年度には、非ユニタリ超伝導体における熱スピン交差応答を調べた。非ユニタリ超伝導体における対称性の破れを反映して、スピンゼーベック効果やスピンネルンスト効果が生じることがわかった。この結果は、現在、論文としてまとめている。さらに、超伝導UTe2における超伝導ギャップ関数の対称性と内因性由来の熱ホール効果の関係を調べた。UTe2は多重超伝導相やリエントラント超伝導など、様々な非従来型超伝導の性質を示す新奇な超伝導物質であるが、いまだにその超伝導ギャップ関数は特定されていない。我々は、規約表現のもとで許されるギャップ関数に対して内因性熱ホール効果を計算し、いくつかのフェルミ面形状効果などを網羅的に調べた。研究成果をまとめた論文はJPSJ Hot Topicsに選ばれれた。