概要 - 数理物理学研究室

充填スクッテルダイト超伝導体の渦糸状態の理論研究
数理物理学講座
41414018
松永安史
充填スクッテルダイト構造を持つ重いフェルミオン超伝導体である PrOs 4 Sb12 が最近発見された。
この新しい超伝導体では磁気的なゆらぎでなく四重極ゆらぎの寄与が重要で、これまでの従来型
超伝導体とはまったく違う新しい異方的超伝導が実現していると考えられている。熱伝導の実験で
は超伝導２段転移を伴う超伝導多重相図が示唆され、高磁場相の c 軸周りの４回対称の対関数が、
低磁場相では２回対称に変わることが報告されている。
本研究では、この多重相図超伝導での磁束渦糸状態の特徴的な性質について
Ginzburg-Landau(GL)理論により研究した。２段転移を説明するために４回対称性から２回対称性
への転移を、４回対称のオーダーパラメータが最初の転移で現われ、２回目の転移で２回対称の
オーダーパラメータが現われると考えた。この２つの成分をもつ GL 方程式を磁場中で時間発展さ
せることによって、２段転移および、その渦糸構造について考察する。まずは、静的な渦糸構造を
調べ、GL 理論で２段の超伝導転移をもつ多重相図が再現できること、渦糸格子の形状が三角格
子からずれる可能性、また domain wall に捕らえられた渦糸は半整数磁束量子となって並ぶ vortex
sheet となることなどを議論する[1]。さらに、この新しい構造である vortex sheet の動的性質を調べ
るために、試料に電流を流した時の普通の渦糸と vortex sheet の流れていく様子を対比しながら
研究する。最後にピニングを導入した時の vortex sheet と普通の渦糸の動きについても考察する。
[1] Y. Matsunaga, M. Ichioka, and K. Machida, to be published in Phys. Rev. Lett.
磁場 ( H / H c 2 )
(a)磁場温度相図
(b)
1.0
正常状態
0.8
0.6
高磁場相
0.4
H c2
H*
0.2
低磁場相
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
温度 (T / Tc )
(a) は今回計算で得られた多重相図超伝導の
(b) は T / Tc = 0.1 , H / H c 2 = 0.3 の時
の内部磁場分布図、線上に並んだとこ
ろが vortex sheet, ２種類の半整数磁
磁場温度相図。 H が高磁場相と低磁場相の２
束量子渦糸が交互に並び domain wall
つの領域を分けている。
を作っている。
*

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