有機導体における強磁場下での電子状態の理論

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擬1次元系超伝導体(TMTSF)_2X (X=PF_6,C10_4など)では,超伝導,スピン密度波,磁場誘起スピン密度波,量子ホール効果などの興味深い性質が,圧力,温度,磁場,冷却速度などによってコントロールできる。そのため,実験的にも,理論的にも多くの研究がなされ注目を集めている。我々は,これらの系で,磁場中での電気抵抗が磁場の角度によるという現象に,電子相関が重要であることを示した。(TMTSF)2C10_4では,陰イオンC104が空間反転対称を持だないため,冷却速度を充分遅くした場合に低温で周期的に配向し電子系に周期ポテンシャルを引き起こす。そめため,磁場誘起スピン密度波の出現がC10_4塩とPF_4塩で異なることの原因になっていることが知られていた。従来の研究では,周期ポテンシャルが小さいと仮定し摂動的に扱われることが多かった。我々は,周期ポテンシャルめ効果を正確に取り扱い,摂動では考慮されていなかった興味深い現象が現れることを見いだした。また,2次元ハニカム構造が実現している単層グラフェンでの量子ホール効果やエッジ状態について理論的考察を行い,従来はエッジ状態が存在しないと考えられていたアームチェア型のエッジにも,エッジ状態が出現することが可能であることを見いだした。空間反転対称性を持たない結晶構造に超伝導体CePt_3Siで,スピン3重項超伝導が実現している。従来の理論では,このような系ではスピン3重項超伝導はスピン軌道相互作用によって転移温度が大きく下げられると考えられていたが,我々は,空間的に不均一な超伝導状態が実現している可能性を指摘した。そのような,空間的に不均一な超伝導は,従来は強磁場中でのみ可能であると考えられていたが,空間反転対称性のない系でのスピン3重項超伝導状態では,磁場がゼロの状態でも実現可能であることが示された