空間反転対称性のない強相関電子系超伝導に関する理論的研究

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22年度は主に、強磁性超伝導体UCoGeとトポロジカル絶縁体の電子相関効果について研究を行った。まず、近年発見された強磁性重い電子系超伝導体UCoGeにおいては、特異な上部臨界磁場H_<c2>の振る舞いが観測されており、興味がもたれている。我々は、NMRの実験グループと共同研究を行うことにより、この物質の特徴的な強磁性磁気揺らぎを理論に取り込んで、H_<c2>の振る舞いを解析した。そこにおいて、H_<c2>の異方性はa軸とc軸で10倍以上ひらきがあり、その起源は磁場による量子臨界性のチューニングからくるpair weakeningにあることを示した。さらに、a軸からc軸へ磁場を傾けたときの磁場角度依存性は、異方的質量モデルでは説明できないほど急峻であり、磁気的量子臨界性が超伝導にとって重要であることが示された。このことは、UCoGeにおいて強磁性スピン揺らぎと超伝導とが直接的に結び付けられたことを意味しており、この超伝導がスピン揺らぎによって引き起こされていることの強い証拠を得たことになる。次に、トポロジカル絶縁体における電子相関効果についてである。トポロジカル絶縁体・超伝導体における相互作用の効果はまだあまり理解されておらず、理論的側面からも、またCePtBiなどの電子相関が効くトポロジカル絶縁体の候補物質の理解のためにも重要である。相互作用のないときのトポロジカル絶縁体の基本的な性質としてバルク・エッジ対応があげられるが、本研究ではとくに、そこにおける電子相関効果に着目した。エッジを持つような非一様な形状の系を考え、非一様系に対する動的平均場理論を適用し、サイト毎の局所状態密度を計算しエッジモードの性質を調べた。今後の課題として、バルク・エッジ対応が成り立たないような量子状態の実現可能性の解析などがあげられる。