超伝導体の渦糸状態における電荷揺らぎと輸送現象の理論的研究

本研究では前年度に引き続き、超伝導渦糸状態における電子状態、不純物効果、電気伝導についての理論的、数値的研究を行った。また実験グループと超伝導渦糸状態に関する共同研究も行った。具体的な成果は以下のとおりである。前年度、自己無撞着でないボルン近似で、渦糸に局在しているアンデレーフ束縛状態に対する不純物散乱率をS波、P波、D波の場合に計算し、特に、カイラルP波の場合,不純物散乱が渦糸内では起こらないことを見出した。不純物効果に関する上述の結論の根拠をより確かなものにするために、本年度はアイレンバーガー方程式と自己無撞着なボルン近似の範囲内で準古典グリーン関数を数値的に求めた。そのスペクトル関数から不純物散乱率を求め、解析的近似法による結果と比較し、ボルン散乱体では前年度の結果とよく一致することを見出した(投稿中)。D波を含む異方的超伝導体におけるピン止めエネルギーを準古典近似の範囲で数値的に調べ、等方的S波超伝導体におけるピン止めエネルギーとの定性的な違いを見出した。具体的には非S波超伝導体においては、空間的に一様な状態に存在する不純物が対破壊効果をもつことにより、ピン止めエネルギーはS波の場合に比べて、転移点近傍で10倍程度まで増強されることがわかった。これは従来のギンツブルグランダウ理論の範囲でのピン止め理論では取り入れられなかった効果であり、点状欠陥によるピン止めが重要になる実験的状況で観測可能であるはずである(国際会議で発表)。

本研究では前年度に引き続き、超伝導渦糸状態における電子状態、不純物効果、電気伝導についての理論的、数値的研究を行った。また実験グループと超伝導渦糸状態に関する共同研究も行った。具体的な成果は以下のとおりである。前年度、自己無撞着でないボルン近似で、渦糸に局在しているアンデレーフ束縛状態に対する不純物散乱率をS波、P波、D波の場合に計算し、特に、カイラルP波の場合,不純物散乱が渦糸内では起こらないことを見出した。不純物効果に関する上述の結論の根拠をより確かなものにするために、本年度はアイレンバーガー方程式と自己無撞着なボルン近似の範囲内で準古典グリーン関数を数値的に求めた。そのスペクトル関数から不純物散乱率を求め、解析的近似法による結果と比較し、ボルン散乱体では前年度の結果とよく一致することを見出した(投稿中)。D波を含む異方的超伝導体におけるピン止めエネルギーを準古典近似の範囲で数値的に調べ、等方的S波超伝導体におけるピン止めエネルギーとの定性的な違いを見出した。具体的には非S波超伝導体においては、空間的に一様な状態に存在する不純物が対破壊効果をもつことにより、ピン止めエネルギーはS波の場合に比べて、転移点近傍で10倍程度まで増強されることがわかった。これは従来のギンツブルグランダウ理論の範囲でのピン止め理論では取り入れられなかった効果であり、点状欠陥によるピン止めが重要になる実験的状況で観測可能であるはずである(国際会議で発表)。