Superconductivity in e orbital systems with multi-Fermi-surface

複数のフェルミ面を持つe電子系における超伝導

久保 勝規 

Kubo, Katsunori

揺らぎ交換近似によって正方格子上のe軌道系の超伝導を調べる。そのような多軌道系では、偶パリティ・スピン三重項や奇パリティ・スピン一重項状態が、電子対を反対称的な軌道を用いて構成することによって可能となる。実際、そのような状態は2つの軌道が同じフェルミ面を持つ2軌道ハバードモデルで実現することがわかっている。本研究で考えるe軌道系の特徴は、Slater-Koster積分の比によって、フェルミ面の数や形状が変わることである。そして計算の結果、Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov状態のような有限の重心運動量を持つ、偶パリティ・スピン三重項や奇パリティ・スピン一重項が無磁場下でも実現することがわかった。2つのフェルミ面が似た形状を持つときには、それらの中心を結ぶ運動量を持つ超伝導対状態が安定化されるのである。

We study superconductivity in e orbital systems on a square lattice by applying fluctuation exchange approximation. For such a multiorbital system, even-parity spin-triplet and odd-parity spin-singlet states are allowed by constructing a pair with antisymmetrical orbitals. Indeed, such states appear in a two-orbital Hubbard model with the same Fermi surface for both orbitals. In the present e orbital model, there is another important feature: the number of Fermi surfaces and their structures depend on the ratio of the Slater-Koster integrals. Then, we find even-parity spin-triplet and odd-parity spin-singlet states with a finite total momentum like the Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikovstate even without a magnetic field. When two Fermi surfaces have structures similar to each other, such an exotic pair with a finite total momentum, which connects the centers of the Fermi surfaces, can be stabilized.