多自由度電子系における複合フェルミオン生成とその動力学

多自由度电子系统中复杂费米子的产生及其动力学

基本信息

批准号：
13J07701
负责人：
星野晋太郎
金额：
$ 2.76万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では奇周波数超伝導と呼ばれる、特異な超伝導現象の解明を目的としてこれまで理論的研究を行ってきた。その超伝導状態は奇の時間（周波数）依存性をもつペア振幅によって特徴づけられる。本研究計画の一部ではこのような新しいタイプの超伝導について、１．トポロジカル欠陥（量子渦）の考察と、２．多軌道電子系における複合体秩序の可能性の検証を掲げた。まず１．に関して、超伝導量子渦は常伝導金属と超伝導体を接合した系（ＮＳ接合）の振る舞い、すなわち入射電子が正孔として反射される現象（アンドレーエフ反射）と密接な関係がある。そこで、我々は以前の研究で得られた奇周波数超伝導に対する有効平均場理論を駆使し、ＮＳ接合界面における反射・透過問題について解析を行った。通常の超伝導体と異なり、理想的極限（界面のバリアポテンシャルがゼロ）においてもアンドレーエフ反射だけでなく通常反射を必ず伴うことがわかった。この結果は量子渦内の束縛状態が形成されないことを示唆する。また、ペアを対称性の観点から分類・整理することにより、マイスナー効果やジョセフソン接合の振る舞いが見通しよく理解できることを示した。また２．に関連して、多軌道電子系を記述する有効模型である多軌道ハバードモデルも解析した。多軌道系特有の性質として、電子スピンを局所的に強磁性的に揃えようとするフント結合という電子間相互作用が存在する。本研究ではこれが誘起する（偶周波数）超伝導を理論的に見出し、さらにこれがフント金属もしくはSpin-Freezing 現象というこれまで知られていた物理概念と密接に関係していることを数値計算結果に基づいて示した。これは奇周波数超伝導とは直接の関係無いが、多軌道系における超伝導の新しい可能性を提案した。

这项研究已经进行了迄今为止的理论研究，以阐明被称为奇数超导性的独特超导现象。超导状态的特征是成对的振幅和奇数（频率）依赖性。该研究项目的一部分是讨论这种新型的超导性，1。考虑拓扑缺陷（量子涡旋）和2。该建议是验证多轨道电子系统中复杂排序的可能性。首先，1。关于这一点，超导量子涡旋与系统（NS结）的行为密切相关，在该行为（NS连接）中，正常导电金属和超导体被连接在一起，即与以孔为孔反射的现象（Andreef反射）。因此，我们使用有效的平均场理论分析了NS结界面的反射和传播问题，用于在先前的研究中获得的奇数超导性。与普通的超导体不同，已经发现，即使在理想极限（在界面处具有零屏障电位），不仅是Andreev反射，而且始终涉及正常反射。该结果表明，在量子涡流中没有结合状态。此外，通过从对称的角度分类和组织对，我们证明了Meissner效应的行为和Josephson的交界处可以清楚地理解。还分析了2。关于多轨哈伯德模型，也分析了一种描述多轨电子系统的有效模型。多功能系统的一个特征是电子互动，称为狩猎键，它试图在电子自旋的局部铁磁比对。从理论上讲，这项研究发现了诱导的（偶数）超导性，此外，基于数值计算结果，它与先前已知的匈奴金属或自旋冻结现象的物理概念密切相关。尽管这与奇数频率超导性没有直接连接，但它提出了多轨系统中超导性的新可能性。