Non-trivial quantum states in superconducting topological magnets

点击翻译按钮获取中文摘要

超伝導Sr2RuO4は、従来のNMRや中性子散乱の実験において転移温度以下で帯磁率が一定だということからトリプレット超伝導体であると考えられていた。しかし、近年の再実験により転移温度以下で帯磁率が減少しする振る舞いが確認された。一方、μSRやカー効果の実験からは時間反転対称性の破れが確認されていることから偶パリティのEgペアの可能性が指摘されている。中でもAgterbergらの提案した異軌道間ペアによるs波超伝導が有力な候補となっている。一方でこのような異軌道間ペアに対して帯磁率がどのようになるのかということについてはこれまでに具体的な計算がなかった。そこで超伝導Sr2RuO4の多軌道模型を用いて帯磁率の計算を行った。先述の異軌道間s波超伝導状態においては、秩序変数に波数依存性がないにも関わらずギャップ構造が同じEg既約表現であるkz(kx+iky)波と同様の線ノード構造が現れる。ただし、これは正確には線ノードではなく体積のあるボゴリューボフフェルミ面である。この時、バンド対角な基底においては擬スピン状態がシングレット状態となり、転移温度以下での帯磁率の減少が見られた。この点においては実験と矛盾はない。一方で、その表面状態を見ると(001)面においてゼロエネルギーにピーク構造が出現する。こちらはV字型の構造を示す実験とは一致しない振る舞いとなっているが、不純物やラシュバスピン軌道相互作用などの効果でゼロエネルギーのピーク構造がどのように変化するのか、今後明らかにする必要がある。