複合系におけるトポロジカル超伝導体とマヨラナ粒子の理論的研究

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空間反転対称性のない結晶中に磁場を加えると、電流の大きさが順方向と逆方向では異なるという、非相反電流が生じ得る。前年度は、MoS2に代表される二次元遷移金属ダイカルコゲナイドが超伝導体化した際の、平均場転移温度直上の超伝導揺らぎ領域における非相反電流を考察していた。超伝導揺らぎ領域では、超伝導オーダーパラメーターの熱揺らぎによって電流が生じ、それは時間依存ギンツブルグ・ランダウ理論を用いることで計算可能である。遷移金属ダイカルコゲナイドにおいて、超伝導揺らぎ領域における非相反性は常伝導状態と比べ、フェルミエネルギーと超伝導ギャップの比の3乗程度増大することを示していた。今年度は、反転中心のない超伝導体の代表例である、二次元ラシュバ超伝導体の非相反電流を考察した。反転中心のない超伝導体の特徴の一つである、超伝導オーダーパラメーターのパリティ混合の影響を正しく取り込むために、二バンドに対応した二成分のギンツブルグ・ランダウ理論を用い、超伝導揺らぎ領域における非相反電流を計算した。その結果、遷移金属ダイカルコゲナイドの場合と同様に、常伝導領域に比べて非相反性が飛躍的に増大することがわかった。ここでの非相反性はパリティ混合の大きさとともに大きくなり、遷移金属ダイカルコゲナイドの場合は三回対称性由来のバンドの三角歪みに起因していたので、それらの非相反電流の起源は異なっている。また、トポロジカル絶縁体の表面状態が超伝導体化した際の非相反電流と、ラシュバ超伝導体においてパリティ混合に由来しない非相反電流の計算も行った。