空間反転対称性の無い超伝導における磁場誘起新秩序相の解明

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(1) 空間反転対称性の無い超伝導体においてトポロジカル相の実現が可能であることを理論的に示した。s+p波対状態において、p波対相関がs波対相関に比べて優勢である場合には、渦糸にマヨラナフェルミオン状態が現れ、また、系の境界にギャップレスのエッジ状態が現れることを示した。これらの結果は、この系が非自明なトポロジカル数で特徴づけられるトポロジカル相であることを意味している。実際、この系のChern数、Z2トポロジカル数を計算することによって、トポロジカル相が実現していることを示した。また、エッジ状態による無散逸伝導の可能性についても研究を行った。マヨラナ・フェルミオン・モードを有する渦糸は非アーベル統計と呼ばれる新しいタイプの量子統計に従うことが理論的に指摘されている。我々の系においてマヨラナ・モードを含む渦糸が非アーベル統計を示す条件についても調べ、現実的な条件下で可能であることを示した。(2) 空間反転対称性の破れに起因するクーパー対のパリティ混合の機構を解明するため、微視的なモデル計算を行った。モデルとしてはp波対状態を実現する超伝導体Sr2RuO4のモデルにRashba型のスピン相互作用を付与した系を考えた。これはSr2RuO4の(001)界面における対状態を記述するモデルを考えることができる。微視的計算によって、この系ではd+p波対が実現し、スピン軌道相互作用がフェルミエネルギーに比べて非常に小さい現実的な場合であっても、スピン1重項対とスピン3重項対の強いパリティ混合が起こることが示された。パリティ混合したクーパー対の構造は引力の微視的な機構に強く依存することが明らかになった。