高温超伝導発現機構のゲージ現論による研究

酸化物高温超伝導体の電子状態の特徴は電子間の相関が非常に強いことであり、これを反映して超伝導状態の対称性も従来型のものとは異なる異方的な超伝導状態が実現している。このような異方的超伝導体ではバルクの性質のみならず、界面が存在する時の表面状態にも特異な性質が現れることが予測される。この観点からギンズブルク・ランダウ(GL)理論を用いてこの系の表面状態を調べた。我々は既に、適当な条件の下手は界面近傍で新しい超伝導オーダーパラメタが誘導されることにより時間反転対称性を破る新しい状態が局所的に実現しうることを示しているが、この議論は対称性のみを用いた現象論であった。ここでは酸化物高温超伝導体の低エネルギー電子状態を記述するモデルである2次元t-Jモデルからスレーブボソン平均場近似を用いてGL自由エネルギーを微視的に導き、得られたGL方程式を数値的に解くことによってバルクおよび界面での超伝導の対称性を調べた。その結果バルクでの対称性はd_<x^2-y^<2->>波が安定であり、界面では適当な条件下では確かに時間反転対称性が破れうることがわかった。これらの結果は高温超伝導体でのジョセフソン効果その他の実験を良く説明する。またこの理論の妥当性を確認しうる実験の提案も行った。以上の結果はJ. Phys. Soc. Jpn.に発表済み、および投稿準備中である。

酸化物高温超伝導体の電子状態の特徴は電子間の相関が非常に強いことであり、これを反映して超伝導状態の対称性も従来型のものとは異なる異方的な超伝導状態が実現している。このような異方的超伝導体ではバルクの性質のみならず、界面が存在する時の表面状態にも特異な性質が現れることが予測される。この観点からギンズブルク・ランダウ(GL)理論を用いてこの系の表面状態を調べた。我々は既に、適当な条件の下手は界面近傍で新しい超伝導オーダーパラメタが誘導されることにより時間反転対称性を破る新しい状態が局所的に実現しうることを示しているが、この議論は対称性のみを用いた現象論であった。ここでは酸化物高温超伝導体の低エネルギー電子状態を記述するモデルである2次元t-Jモデルからスレーブボソン平均場近似を用いてGL自由エネルギーを微視的に導き、得られたGL方程式を数値的に解くことによってバルクおよび界面での超伝導の対称性を調べた。その結果バルクでの対称性はd_<x^2-y^<2->>波が安定であり、界面では適当な条件下では確かに時間反転対称性が破れうることがわかった。これらの結果は高温超伝導体でのジョセフソン効果その他の実験を良く説明する。またこの理論の妥当性を確認しうる実験の提案も行った。以上の結果はJ. Phys. Soc. Jpn.に発表済み、および投稿準備中である。