Topological phenomena in unconventional superconductors

本研究プロジェクトでは、トポロジーの観点からクーパー対の対称性の検出法を提案することを目的としている。本年度は、（１）J=3/2超伝導におけるスピン帯磁率の解析、（２）昨年度に引き続きマヨラナ準粒子の磁気応答について研究を行った。以下ではそれぞれの研究成果について述べる。（１）J＝3/2スピンを持つ電子の超伝導状態を「J=3/2超伝導」と呼ぶ。ここで、J=3/2スピンはスピンと軌道自由度の合成によって構成される。J=3/2超伝導は強いスピン相互作用と多バンド自由度の効果の協奏により発現する新奇量子現象の研究舞台として注目を集めている。J=3/2超伝導のクーパー対の対称性は、偶パリティ超伝導に焦点を当てたとき、スピン１重項ペアとスピン５重項ペアが存在する。スピン５重項ペアはJ=3/2超伝導で現れる新しいペア状態であり、その物性はほとんどわかっていない。本研究では、スピン５重項ペアに着目し、スピン帯磁率の解析を行った。結果として、スピン５重項ペアでは、ペアの種類（立方対称性の下、ペア状態はA1g、Eg、T2gに分類される）に依存して特徴的なスピン帯磁率の振舞いを示すことを明らかにした。本研究は、J=3/2超伝導の基礎物性を理解する手がかりになると考えている。（２）トポロジカル超伝導中のマヨラナ準粒子は固有の磁気構造を有している。先行研究では、時間反転対称性を持つ超伝導に焦点を当て、マヨラナ準粒子の磁気構造を空間群により網羅的に分類した。本研究では、この理論を時間反転対称性が破れた超伝導へ適用し理論の拡張を行った。結果として、カイラル対称性が保たれる限り理論が拡張可能であることがわかった。また、時間反転対称性の破れに伴い、新しい磁気応答が生じることを明らかにした。強磁性超伝導：UCoGeの模型に適用し、マヨラナ磁気異方性と磁気秩序との間に密接な関係があることも示した。

本研究プロジェクトでは、トポロジーの観点からクーパー対の対称性の検出法を提案することを目的としている。本年度は、（１）J=3/2超伝導におけるスピン帯磁率の解析、（２）昨年度に引き続きマヨラナ準粒子の磁気応答について研究を行った。以下ではそれぞれの研究成果について述べる。（１）J＝3/2スピンを持つ電子の超伝導状態を「J=3/2超伝導」と呼ぶ。ここで、J=3/2スピンはスピンと軌道自由度の合成によって構成される。J=3/2超伝導は強いスピン相互作用と多バンド自由度の効果の協奏により発現する新奇量子現象の研究舞台として注目を集めている。J=3/2超伝導のクーパー対の対称性は、偶パリティ超伝導に焦点を当てたとき、スピン１重項ペアとスピン５重項ペアが存在する。スピン５重項ペアはJ=3/2超伝導で現れる新しいペア状態であり、その物性はほとんどわかっていない。本研究では、スピン５重項ペアに着目し、スピン帯磁率の解析を行った。結果として、スピン５重項ペアでは、ペアの種類（立方対称性の下、ペア状態はA1g、Eg、T2gに分類される）に依存して特徴的なスピン帯磁率の振舞いを示すことを明らかにした。本研究は、J=3/2超伝導の基礎物性を理解する手がかりになると考えている。（２）トポロジカル超伝導中のマヨラナ準粒子は固有の磁気構造を有している。先行研究では、時間反転対称性を持つ超伝導に焦点を当て、マヨラナ準粒子の磁気構造を空間群により網羅的に分類した。本研究では、この理論を時間反転対称性が破れた超伝導へ適用し理論の拡張を行った。結果として、カイラル対称性が保たれる限り理論が拡張可能であることがわかった。また、時間反転対称性の破れに伴い、新しい磁気応答が生じることを明らかにした。強磁性超伝導：UCoGeの模型に適用し、マヨラナ磁気異方性と磁気秩序との間に密接な関係があることも示した。