Searching and understanding of exotic superconducting state induced by multipole order

多极序诱导的奇异超导态的探索与理解

• 批准号: 17J09908
• 负责人: 角田 峻太郎
• 金额: $ 1.6万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J09908/
• 关键词: 異方的超伝導; 多極子揺らぎ; 対称性; 群論; 強相関電子系; スピン軌道相互作用; 超伝導ギャップ; トポロジー; K理論; 磁気多極子秩序; 超伝導ギャップ構造; FFLO超伝導; 非共型対称性

本課題では、多極子秩序に誘起される新奇超伝導状態に関する普遍的な性質を探索することを目的としている。前年度までは、主に多極子秩序によって対称性が破れた相に注目し、FFLO超伝導や非自明ギャップ構造といった様々な新奇超伝導状態を明らかにしてきた。特に、非自明ギャップ構造とトポロジーの関係を包括的に分類した研究については、結果をまとめた論文が今年度4月に出版されたため、宣伝として国際会議において1件の口頭発表、3件のポスター発表を行った。さらに、近年発見された異方的超伝導体UTe2を対象として、第一原理計算をもとに非自明ギャップ構造やトポロジカル超伝導の可能性について議論した。論文はPhysical Review Letters誌に掲載されている。今年度は、むしろ多極子が秩序する"寸前"に注目し、その多極子揺らぎを媒介とした新奇超伝導状態を探索する研究を行った。具体的には、特にスピン軌道相互作用が強い系に注目し、波数基底で表示した様々な対称性の多極子に関して強的な多極子間相互作用からどのような超伝導状態が安定になるかを網羅的に計算した。結果として、電気多極子揺らぎの場合には通常のs波超伝導の他に、その多極子と同じ対称性をもつ異方的超伝導が安定になることが分かった。一方磁気多極子揺らぎの場合、等方的な系では超伝導が安定にならないが、結晶場の効果を考慮することで異方的なペアリングが現れうることが明らかになった。また、候補物質としてSrTiO3, PrTi2Al20, Li2(Pd, Pt)3Bなどの超伝導体に関する議論も行った。これらの成果については3件の口頭発表、1件のポスター発表を行い、成果をまとめた論文はPhysical Review Research誌に投稿中である。

该主题旨在探讨由多极阶引起的新型超导状态的普遍特性。直到上一年，我们主要集中于由于多极订购而破坏对称性的阶段，并揭示了各种新型的超导状态，例如FFLO超导性和非平凡的间隙结构。特别是，对于一项对非明显差距结构和拓扑之间关系进行全面分类的研究，总结了结果的论文于今年4月发表，作为促销活动，在国际会议上进行了一份口头演示和三个海报演讲。此外，我们讨论了基于第一原理计算的非明显间隙结构和拓扑超导性的可能性，其目的是近年来发现的各向异性超导体UTE2。该论文已发表在《物理评论杂志》杂志上。今年，我们专注于多极顺序的“右”，并进行了研究，以探索由多极波动介导的新型超导状态。具体而言，我们特别关注具有强旋轨相互作用的系统，并全面地计算出与在波数上显示的各种对称多极的多极相对于强的插头相互作用而变得稳定的。结果，发现在电气多极波动的情况下，除了通常的S波超导性外，各向异性超导性具有与多极相同的对称性。另一方面，在磁多极波动的情况下，各向同性系统中的超导性不稳定，但已经揭示了在考虑晶体场的效果时可能发生各向异性配对。此外，进行了关于SRTIO3，PRTI2AL20，LI2（PD，PT）3B等超导体作为候选物质的讨论。这些结果已得到了三个口头演示和一份海报演示，并总结了结果的论文已提交给《物理审查》杂志。

项目成果

Classification of topological crystalline nodal superconductivity

拓扑晶体节点超导分类

• 发表时间: 2019
• 作者: Shuntaro Sumita;Takuya Nomoto;Ken Shiozaki;and Youichi Yanase;Shuntaro Sumita
• 通讯作者: Shuntaro Sumita

波数基底の多極子揺らぎに誘起される超伝導ペアリングの分類

波数基础中多极涨落引起的超导对的分类

• 发表时间: 2020
• 作者: Sumita Shuntaro;Nomoto Takuya;Yanase Youichi;角田 峻太郎，柳瀬 陽一
• 通讯作者: 角田 峻太郎，柳瀬 陽一

Topological Gapless Superconductivity with Rotation Symmetry

具有旋转对称性的拓扑无间隙超导

• 发表时间: 2019
• 作者: Shuntaro Sumita;Takuya Nomoto;Ken Shiozaki;and Youichi Yanase
• 通讯作者: and Youichi Yanase

Unconventional superconducting gap structure protected by space group symmetry

• DOI: 10.1103/physrevb.97.134512
• 发表时间: 2018-01
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Shuntaro Sumita;Y. Yanase

Weyl superconductivity depending on angular momentum

外尔超导性取决于角动量

• 发表时间: 2018
• 作者: Shuntaro Sumita;Takuya Nomoto;Ken Shiozaki;and Youichi Yanase;角田 峻太郎，柳瀬 陽一;角田 峻太郎，柳瀬 陽一;角田 峻太郎，柳瀬 陽一;Shuntaro Sumita
• 通讯作者: Shuntaro Sumita