【研究分野】物性Ⅰ

【研究領域課題番号】16K17729 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

光物性 / 超伝導 / 非平衡 / 物性理論

【研究成果の概要】

超伝導体のミクロな量子状態を表す超伝導擬スピンをテラヘルツ光によってコヒーレントに制御する基礎理論を構築した。多軌道超伝導体においては各軌道の擬スピンがジョセフソン結合するが、擬スピンの集団運動であるヒッグスモードやレゲットモードを光の非線形効果によって誘起できることを明らかにした。また、d波超伝導体に対して非線形テラヘルツカー効果の理論解析を行い、d波ヒッグスモードがはじめて実験的に観測された。

【研究の社会的意義】

テラヘルツ光によって超伝導体の量子状態、すなわち超伝導擬スピンを動的に制御する新しい道が開けた。このことによってヒッグスモードやレゲットモードなどの超伝導擬スピンの集団運動の性質が明らかになっただけでなく、テラヘルツ光によって超伝導体のクーパー対の対称性を検出する新たなスペクトロスコピー法が生まれた。今後この研究をさらに発展させることで、光によって超伝導を動的に発現するメカニズムの解明につながると期待される。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】15H03696 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

超伝導密度汎関数理論 / 第一原理計算 / 高温超伝導 / トポロジカル超伝導 / 物性理論 / 超伝導 / 高圧下水素化合物 / 高圧下硫化水素

【研究成果の概要】

超伝導密度汎関数理論に関わる以下の方法論開発を行った。(1)k-meshのサイズについて収束のよい電子格子相互作用の計算法。(2)スピン軌道相互作用を考慮した電子格子相互作用の評価法。(3)奇パリティの超伝導の不安定性の評価法。これらを使ってBiS2系超伝導体、トポロジカル結晶絶縁体SnTeにInをドープした場合およびトポロジカル超伝導体Bi2Se3にCuをドープした場合の超伝導の解析を行った。また、高圧下の硫化水素の超伝導を解析するため、ゼロ点振動、フォノンの非調和性、遅延効果、バーテックス補正を考慮したMigdal-Eliashberg理論に基づく第一原理計算法の開発と応用も行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)

【研究分野】物性Ⅰ

【研究領域課題番号】23540375 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

近藤効果 / 強相関電子系 / 量子ドット / 非平衡電流 / ショットノイズ / 超伝導 / アンドレーエフ散乱 / 数値くりこみ群 / 物性理論 / Green関数 / 電流ノイズ / 国際情報交換 / アメリカ合衆国 / 国際情報交流 / イギリス

【研究成果の概要】

量子輸送現象における電子相関の効果を解析的な方法，および計算機を用いた数値的方法の両方を駆使し詳細に調べた．従来とは異なるスケーリング法により軌道縮退の大きな極限からRPAを系統的に超える摂動展開方法の確立、および相互作用する不純物Anderson模型の非平衡Green関数の高バイアス極限における厳密解の発見など，解析的な方向から重要な成果が得られた．さらに，Hund結合がある場合における非平衡電流のショットノイズに対する微視的局所Fermi流体論による定式化，および超伝導接合系における近藤効果とAndreev散乱等の競合による低エネルギ―状態のクロスオーバーに関する数値研究に発展があった．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)