光による超伝導状態制御

光は偏光の自由度を持ち、これが光のスピン角運動量を与える。光渦と呼ばれるらせん形の波面を持つ光は、偏光に依存しない軌道角運動量を持つ。また、超伝導体はその軌道角運動量によって分類される。従来型超伝導体と呼ばれるものはその軌道角運動量はゼロである。本研究では超伝導体にスピン及び軌道角運動量を持った光を照射し、光による超伝導体の制御性を明らかにすることを目的とする。特に、光の角運動量を超伝導体に転写する現象を明らかにし、その実験的検証可能性を議論する。この目的ため、研究代表者は光渦を取り込んだギンツブルグ・ランダウ方程式を解析した。前年度までに得られた結果に基づき、実験的に検証可能な光の周波数や波長を検討した。また、光渦は前年度までに考察してベッセルビーム以外にラゲール・ガウシアンビームやエルミート・ガウシアンビームもあるが、ビームの変更による効果を考察し、定性的に同様の結果が表れることを示した。また、（光だけではなく）スピン軌道相互作用や磁性が超伝導にスピン角運動量を与える現象を明らかにした。スピン軌道相互作用あるいは磁性を持つ障壁を金属と超伝導体の間に挟むことにより、磁性によりクーパー対のスピンが回転しスピン偏極したトリプレットクーパー対が発現することを予言した。このスピン偏極したトリプレットクーパー対は金属中の状態密度のゼロエネルギーピークとして実験的に検証可能であることを示した

光は偏光の自由度を持ち、これが光のスピン角運動量を与える。光渦と呼ばれるらせん形の波面を持つ光は、偏光に依存しない軌道角運動量を持つ。また、超伝導体はその軌道角運動量によって分類される。従来型超伝導体と呼ばれるものはその軌道角運動量はゼロである。本研究では超伝導体にスピン及び軌道角運動量を持った光を照射し、光による超伝導体の制御性を明らかにすることを目的とする。特に、光の角運動量を超伝導体に転写する現象を明らかにし、その実験的検証可能性を議論する。この目的ため、研究代表者は光渦を取り込んだギンツブルグ・ランダウ方程式を解析した。前年度までに得られた結果に基づき、実験的に検証可能な光の周波数や波長を検討した。また、光渦は前年度までに考察してベッセルビーム以外にラゲール・ガウシアンビームやエルミート・ガウシアンビームもあるが、ビームの変更による効果を考察し、定性的に同様の結果が表れることを示した。また、（光だけではなく）スピン軌道相互作用や磁性が超伝導にスピン角運動量を与える現象を明らかにした。スピン軌道相互作用あるいは磁性を持つ障壁を金属と超伝導体の間に挟むことにより、磁性によりクーパー対のスピンが回転しスピン偏極したトリプレットクーパー対が発現することを予言した。このスピン偏極したトリプレットクーパー対は金属中の状態密度のゼロエネルギーピークとして実験的に検証可能であることを示した