量子渦とFFLO状態を通した異方的超伝導・超流動の解明

通过量子涡旋和 FFLO 态阐明各向异性超导性和超流性

• 批准号: 10J03720
• 负责人: 鈴木 健太
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03720/
• 关键词: FFLO状態; 準古典Eilenberger理論; CeCoIn5; 磁束渦糸; NMRスペクトル; 渦糸構造因子; スピン密度波; 量子渦; パウリ常磁性効果; 超伝導

重い電子系d波超伝導体であるCeCoIn_5を念頭に置き、その特異な磁場中物性の解明を目指し理論研究を行った。この物質は、パウリ常磁性効果が大きく低温高磁場相にFulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状態が実現しているのではないかと考えられ、その物性の解明が求められている。FFLO状態は超伝導状態の発現に重要なクーパー対形成機構と密接に関係しており、FFLO状態の物性を理解することは、非常に重要である。CeCoIn_5の結晶面内へ磁場を印加した際に現れる新奇相が、通常のFFLO状態とは異なり、磁気秩序と共存した状態であることが、近年行われた実験により明らかになった。この実験を受け、新奇相がこの系に特徴的な1.強い常磁性効果と2.超伝導ギャップに存在するノード構造、および3.磁束渦糸の三つの要因により、もたらされるスピン密度波(SDW)であると考え研究を行った。これを示すため、準古典理論を用い渦糸状態でのフェルミ面上の状態密度を数値解析により明らかにした。これにより、上述の三つの特徴を考慮した場合かつ、面内磁場化においてのみ、超伝導ギャップのノード近傍においてスペクトルが増大し、SDWが安定する可能性があることを明らかにした。また、CeCoIn_5の結晶のc方向へ磁場を印可した際に現れる新奇相は純粋なFFLO状態だと考えられている。これに対し我々は、FFLO状態の実現に伴う物理量の空間構造の変化を数値解析により明らかにし、これを直接同定する実験手段を提案した。具体的には、NMRスペクトルにFFLO状態実現に伴う新たなスペクトル構造が、正常状態のスペクトル位置近傍に出現することを明らかにした。さらに、中性子散乱実験で観測可能な磁束渦糸構造因子の磁場変化を明らかにし、磁場の方向の変調成分である(102)成分が観測可能であることを示し、これらを実験により観測し、FFLO状態の空間構造を直接同定することを提案した。

Heavy い an electronics d conductor wave super 伝 で あ る CeCoIn_5 を thought に buy き, そ の specific な magnetic field property の interpret を refers し theory research line を っ た. こ の material は, パ ウ リ often magnetic unseen fruit が big き く low temperature high magnetic field phase に Fulde - Ferrell - Larkin - Ovchinnikov (FFLO) state が be presently し て い る の で は な い か と exam え ら れ, そ の property の interpret が o め ら れ て い る. FFLO は super 伝 guide state の 発 に now important な ク ー パ ー polices which agency と contact に masato is し て お り, FFLO state の を understand す る こ と は, very important で に あ る. CeCoIn_5 の crystallization in-plane へ magnetic を Inca し た interstate に now れ る novel phase が, usually の FFLO state と は different な り coexist, magnetic 気 order と し た state で あ る こ と が, in recent years, line わ れ た be 験 に よ り Ming ら か に な っ た. The <s:1> experimental を is influenced by け, the novel phase が, and the に characteristic な1. Strong <s:1> magnetic effect と2. Super 伝 guide ギ ャ ッ プ に exist す る ノ ー ド structure, お よ び 3. Magnetic vortex beam si の three つ の by に よ り, も た ら さ れ る ス ピ ン density wave (SDW) で あ る と exam え を line っ た. こ れ を shown す た め, quasi classical theory を い vortex si state で の フ ェ ル ミ を の state density on the surface of the numerical analytic に よ り Ming ら か に し た. こ れ に よ り, the above three つ の の, 徴 を consider し た occasions か つ, in-plane magnetic field に お い て の み, super 伝 ギ ャ ッ プ の ノ ー ド nearly alongside に お い て ス ペ ク ト ル が raised し, SDW が settle す る possibility が あ る こ と を Ming ら か に し た. ま た, CeCoIn_5 の crystallization の を printed へ c direction magnetic field can be し た interstate に now れ る novel phase は pure 粋 な FFLO state だ と exam え ら れ て い る. こ れ に し seaborne I 々 は, FFLO の be に now with う quantities の の space structure - the を the numerical analytical に よ り Ming ら か に し, こ れ を directly with fixed す る be 験 means を proposal し た. Specific に は, NMR ス ペ ク ト ル に FFLO conditions are be に う new た な ス ペ ク ト ル tectonic が, normal の ス ペ ク ト ル position nearly appear alongside に す る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に, temper in scattered be 験 で 観 の な magnetic vortex beam si structure factors measurement magnetic field variations change を Ming ら か に し, magnetic field direction の の - adjustable composition で あ る (102) composition が 観 measurement may で あ る こ と を し, こ れ ら を be 験 に よ り 観 し, を の FFLO state space structure directly with fixed す る こ と を proposal し た.

项目成果

CeCoIn5の高磁場新奇相の理論

CeCoIn5高场新相理论

• 发表时间: 2010
• 作者: K.M.Suzuki;Y.Tsutsumi;M.Ichioka;K.Machida;鈴木健太;鈴木健太
• 通讯作者: 鈴木健太

準古典理論によるFFLO状態の安定性

根据半经典理论的 FFLO 状态稳定性

• 发表时间: 2010
• 作者: K.M.Suzuki;Y.Tsutsumi;M.Ichioka;K.Machida;鈴木健太;鈴木健太;鈴木健太
• 通讯作者: 鈴木健太

Field evolution of the Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state

Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov 态的场演化

• 发表时间: 2011
• 作者: 鈴木健太;堤康雅;市岡優典;町田一成
• 通讯作者: 町田一成

Vortex State and Field-Angle Resolved Specific Heat Oscillation for H ∥ab in d-Wave Superconductors

• DOI: 10.1143/jpsj.79.094709
• 发表时间: 2010-04
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: M. Hiragi;Kenta Suzuki;M. Ichioka;K. Machida

Field evolution of the FFLO state studied by the microscopic Eilenberger method

微观 Eilenberger 方法研究 FFLO 状态的场演化

• 发表时间: 2011
• 作者: K.M.Suzuki;Y.Tsutsumi;M.Ichioka;K.Machida
• 通讯作者: K.Machida