d電子系およびf電子系強相関物質における磁性と超伝導

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まず、コバルト系超伝導の研究を行った。この物質を記述する3軌道ハバードモデルを構成し、摂動論とFLEX近似を併用して、電子相関による異方的超伝導の可能性を調べた。その結果から、スピン三重項超伝導の可能性が高いことを示し、軌道自由度の重要性を指摘した。超伝導に対して軌道自由度が積極的に働くメカニズムを微視的に明らかにしたのは、これが初めての例である。次に、多成分秩序変数の内部構造を調べた。まず、スピン-軌道相互作用を含む多軌道ハバード模型に対する摂動解析を行い、d-ベクトルを決定した。その結果から、有効BCSモデルおよびGinzburg-Landauモデルを導出し、磁場中相図を決定した。Sr2RuO4では並行磁場中で多重伝導転移が起こることが知られている。この問題は長い間未解決であったが、微視的理論の結果に基づいて解析を行った結果、ごく自然に解決された。過去の理論では縮退の破れが十分に大きいことを仮定しており、それが誤りの原因であった。多重超伝導転移と見られたものの正体は非ユニタリー状態からユニタリー状態へのクロスオーバーであり、スピン-軌道相互作用と常磁性効果の競合によるものである。我々は、準古典理論およびGinzburg-Landau理論に基づいてこの現象を解析した。さらに、高温超伝導のエネルギー論を議論した。BCS理論では運動エネルギーは超伝導を抑制するように働く。我々はハバードモデルにFLEX近似を適用した結果から、高温超伝導体では逆に運動エネルギー利得が超伝導を安定化することを示した。この特異な超伝導機構が光学総和則の破れと密接に関係することを明らかにした。