p波対称性をもつ超流動状態への不純物効果の理論的研究

杂质对p波对称性超流态影响的理论研究

基本信息

批准号：
08J00807
负责人：
青山和司
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00807/
关键词：
超流動^3He 渦異方的超伝導パウリ常磁性エアロジェル異方性

项目摘要

本年度は、p波をはじめとする異方的(非s波)超流動・超伝導状態における物性の理解を目指し研究を行った。^3Heの超流動状態はp波スピン三重項対凝縮状態であることが知られている。近年、エアロジェルと呼ばれるスポンジ状の多孔質媒質をバルクの液体に入れた実験が行われ、エアロジェル中における液体^3Heの超流動状態が調べられている。我々は、外部から一軸的な圧縮、伸張を加えることで実現される一様な異方的をもったエアロジェル中の超流動相における物性、特に渦構造に注目し理論的考察を行った。バルクのB相における渦芯状態は圧力低下と共にA相からplanar対状態に一次転移することが知られているが、一軸圧縮したエアロジェル中ではA相芯をもつ渦の存在する圧力領域が低圧側まで伸び、逆に一軸伸張の場合はA相芯の渦はほとんど存在できないことが分かった。この顕著な違いは実験で確認できると考えられ、国際学会において実験研究者に提案を行った。超流動^3Heは、高温超伝導体や重い電子系超伝導体といった異方的超伝導のプロトタイプとして古くから研究されてきたが、超伝導の研究が超流動^3Heの物性解明の助けにもなるものと期待される。^3Heの研究で得た物理的考察力や理論手法を生かしながら、異方的超伝導の理論研究を行った。強いパウリ常磁性効果をもつd波超伝導体CeCoIn^5に注目し、この物質特有の磁場誘起の反強磁性揺らぎを考慮した点が本研究の特徴である。GL自由エネルギー導出に基づいた理論解析により、パウリ常磁性が強い状況下では、超伝導渦糸格子状態の磁束分布において、反強磁性揺らぎは磁束の遮蔽効果を強めることを明らかにした。この強い磁束の遮蔽効果は、超伝導の対称性がd波であることに起因しており、実験結果とも定性的に合致した理論結果となっている。

今年，我们进行了研究，旨在了解各向异性（非S波）超流体和超导状态（包括P波）的物理特性。 ^3He的超流体状态是P波自旋三重态与凝结状态。近年来，已经进行了实验，其中将海绵状的多孔培养基置于散装液体中，并研究了气凝胶中液体的超流体状态。我们通过在均匀各向异性气凝胶（尤其是涡流结构）中专注于超流相阶段的物理特性来进行理论考虑，涡旋结构是通过从外部施加单轴压缩和扩展而实现的。众所周知，从A期到平面对的B相中的涡流核心状态在平面对状态下，但在单轴线压缩的气凝胶中，具有相核的涡流延伸到低压侧的压力区域，相反，在非目的延伸的情况下，几乎不存在阶段核心的涡流。人们认为这种显着差异可以通过实验确认，并在国际会议上向实验研究人员提出了建议。超氟 ^3He长期以来一直被研究为各向异性超导性原型，例如高温超导体和基于重型电子的超导体，预计超导性的研究也将有助于阐明超级流体 ^3he的物理性质。利用从 ^3he研究中获得的物理考虑和理论方法，我们对各向异性超导性进行了理论研究。这项研究的特征是专注于D-Wave超导体Cecoin^5，它具有强烈的Pauli promagnetic效应，并考虑了由磁场引起的抗铁磁波动，这是该材料所独有的。基于GL自由能推导的理论分析表明，在Pauli parmagnetic特性很强的情况下，抗铁磁波动增强了磁通量在超导涡流晶状体中的磁通量分布中的屏蔽作用。这种强的磁通量屏蔽效果是由于超导性的D波对称性引起的，并且是理论上的结果，与实验结果在质上是一致的。