カイラルｐ波超伝導の磁束フローホール効果と渦にかかる力

手征p波超导中的磁通流霍尔效应和涡力

基本信息

批准号：
16J03224
负责人：
正木祐輔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03224/
关键词：
カイラルp波超伝導渦電荷準古典理論磁束フロー

项目摘要

本研究は、カイラルp波超伝導体の単一渦のダイナミクスについて準古典理論を用いて調べることにある。Hall効果には渦の帯電効果が重要と考えられるが、通常の準古典理論では常に粒子正孔対称性が存在するために、それを記述することができない。本年度は、渦の帯電効果を準古典理論で扱うことを目標とした。具体的には平衡状態の記述に便利な松原形式で準古典理論に粒子正孔非対称性を取り入れた拡張準古典理論の数値解析をした。Bogoliubov-de Gennes方程式により、平行渦は帯電し、反平行渦はほとんど帯電しないことが知られているが、まずこれらについて再現することに成功した。この傾向は低温に行くほど顕著である。渦電荷はクーパー対の全角運動量Lzに比例した主要項をもち、Lz=0である反平行渦はこれにより著しく抑えられる。一方でLz=2の平行渦とs波超伝導の渦(Lz=1)の帯電は二倍の関係にはなく、Lz=2ではペアポテンシャルが誘起成分を持つことで、原点での傾きが急峻になり、この結果全体でs波超伝導渦よりも一桁程度巨大な電荷を持つことを明らかにした。また渦電荷に対する不純物効果についてもs波とカイラルp波について調べた。結果、渦内束縛状態の散乱よりも、超伝導ギャップに対する不純物効果の違いがs波超伝導とカイラルp波超伝導の間で顕著であり、不純物が多くなると、一桁程度大きかった電荷はs波より小さくなることがわかった。これらはHall角の大小などに対して重要な影響を持つと考えらえる。準古典理論で得られた渦電荷の妥当性を調べるために、渦から十分離れたところでの力の釣り合いや局所状態密度の計算も行なった。力の釣り合いは、全領域、非平衡系での力の釣り合いを計算する土台になり、局所状態密度の計算では、準古典パラメタに対する摂動展開の妥当性はかなり制限されていることがわかった。

这项研究将使用准经典理论研究手性P波超导体中单个涡流的动力学。涡流充电效应对霍尔效应很重要，但是在普通的准经典理论中，粒子孔对称性总是存在的，因此无法描述。今年，目标是使用半古典理论处理涡流的充电效果。具体而言，我们对扩展的准经典理论进行了数值分析，以Matsubara格式将粒子孔不对称性纳入准经典理论中，这很方便地描述平衡状态。众所周知，平行涡流会充电，而bogoliubov-de Gennes方程几乎不会充电，但我们首先设法复制这些。随着温度降低，这种趋势更加明显。涡流具有与库珀对的全角动量LZ成正比的主要项，因此，具有Lz = 0的反平行涡流受到显着抑制。 On the other hand, the charging of the parallel eddy at Lz=2 and the s-wave superconducting eddy (Lz=1) is not in a double relationship, and at Lz=2, the pair potential has an induced component, resulting in a steep slope at the origin, resulting in a sharper charge, resulting in the overall charge of about an order of magnitude larger than the s-wave superconducting eddy.我们还研究了对S波和手性P波的涡流电荷的杂质效应。结果，发现杂质效应对超导间隙的差异在S波和手性P波超导性之间更为明显，而不是在涡旋结合状态下的散射，而当杂质增加时，电荷会增加，而电荷大约是大约一个比S波小的数量级。人们认为这些对霍尔角的大小等有重要影响，以研究在准经典理论中获得的涡流的有效性，我们还对远离涡流的状态的力平衡和局部密度进行了计算。力平衡为在所有区域，非平衡系统中计算力平衡提供了基础，并且状态局部密度的计算表明，准经典参数的扰动扩展的有效性受到显着限制。