Superconductivity in the orbital degenerate model for heavy fermion systems

重い電子系に対する軌道自由度を持ったモデルに基づいた超伝導

瀧本 哲也; 堀田 貴嗣; 上田 和夫*

Takimoto, Tetsuya; Hotta, Takashi; Ueda, Kazuo*

軌道縮退のある系では軌道自由度とスピン自由度の結合効果により、さまざまな興味深い現象の出現が期待されている。特に、そのような系の超伝導については、クーパー対形成や発現機構等に関して、軌道自由度が重要な要素の1つになっていると考えられる。一方、重い電子系超伝導物質中の準粒子は、f-電子の大きな軌道縮重度のために潜在的な軌道自由度を持っていると考えられる。われわれは、軌道縮退のある系における超伝導を扱うために、軌道自由度を有する微視的なf-電子モデルにゆらぎ交換(FLEX)近似を適用した。これにより以下のような結論が得られた。(1)反強磁性相の隣にd-波の対称性を持つ超伝導相が出現する。(2)2つの軌道のエネルギー分裂の増大に伴って超伝導転移温度が増大する。これらから、軌道のエネルギー分裂は、反強磁性からd-波超伝導への転移をコントロールするパラメーターであることが帰結される。

Rich physics is expected to appear due to the coupling between orbital and spin degrees of freedom in strongly correlated electron system with orbital degeneracy. Especially, it is considered that the superconducting transition in orbital degenerate system is one of the most interesting phenomena. For instance, triplet superconductivity occurs in SrRuO where three cylindrical Fermi surfaces are observed. Also, heavy fermion superconductors are considered to have potentially orbital degree of freedom due to large degeneracy of -electron states. We discuss the effect of orbital fluctuations on superconductivity by using random phase approximation and fluctuation exchange (FLEX) approximation. It is also expected that the FLEX approximation is useful to study the correlation between spin and orbital fluctuations for the orbital degenerate system.