ルテニウム酸化物における超伝導発現機構および電子ネマティック秩序の理論解析

ルテネイト酸化物のトリプレット超伝導発現機構を理解するため、ルテネイト原子の3軌道に着目した多軌道ハバード模型における軌道揺らぎと、それに伴うトリプレット超伝導の発現について研究を行った。揺らぎの計算に際しては、鉄系超伝導体で用いられたSelf-Consistent Vertex Correction(SC-VC)法を用いた。この計算方法では、乱雑位相近似(RPA)や平均場近似では無視されていた多体効果であるバーテックス補正を考慮することができる。揺らぎお計算におけるバーテックス補正の効果は最近の多軌道系において重要性が理解されており、本研究の対象とするルテネイト酸化物でも重要と考えられる。計算の結果、揺らぎの2次のバーテックス補正(Aslamazov-Larkin項)によって、RPAでは見られなかった軌道揺らぎの発達を見出した。さらにSC-VC法による揺らぎを用いて線形化ギャップ方程式を解き、超伝導状態を考察した。その際に、SC-VC法で用いたバーテックス補正と同等のダイヤグラムを線形化ギャップ方程式でも考慮し、統一的な計算をする必要がある。このような計算は、従来の線形化Migdal-Eliashberg方程式を超える解析である。その結果、軌道揺らぎに起因する有効相互作用が増強され、トリプレット超伝導が発現することを見出した。得られたギャップ関数の波数依存性は、sin 3kx、sin 3kyのようなノード構造を有する。

ルテネイト酸化物のトリプレット超伝導発現機構を理解するため、ルテネイト原子の3軌道に着目した多軌道ハバード模型における軌道揺らぎと、それに伴うトリプレット超伝導の発現について研究を行った。揺らぎの計算に際しては、鉄系超伝導体で用いられたSelf-Consistent Vertex Correction(SC-VC)法を用いた。この計算方法では、乱雑位相近似(RPA)や平均場近似では無視されていた多体効果であるバーテックス補正を考慮することができる。揺らぎお計算におけるバーテックス補正の効果は最近の多軌道系において重要性が理解されており、本研究の対象とするルテネイト酸化物でも重要と考えられる。計算の結果、揺らぎの2次のバーテックス補正(Aslamazov-Larkin項)によって、RPAでは見られなかった軌道揺らぎの発達を見出した。さらにSC-VC法による揺らぎを用いて線形化ギャップ方程式を解き、超伝導状態を考察した。その際に、SC-VC法で用いたバーテックス補正と同等のダイヤグラムを線形化ギャップ方程式でも考慮し、統一的な計算をする必要がある。このような計算は、従来の線形化Migdal-Eliashberg方程式を超える解析である。その結果、軌道揺らぎに起因する有効相互作用が増強され、トリプレット超伝導が発現することを見出した。得られたギャップ関数の波数依存性は、sin 3kx、sin 3kyのようなノード構造を有する。