Collective modes and Josephson vortices in a heterotic Josephson junction between single- and two-gap superconductors

1ギャップ-2ギャップ超伝導体間のヘテロ型ジョセフソン接合における集団励起とジョセフソン渦

太田 幸宏; 町田 昌彦  ; 小山 富男*; 松本 秀樹*

Ota, Yukihiro; Machida, Masahiko; Koyama, Tomio*; Matsumoto, Hideki*

1ギャップ及び2ギャップ超伝導体間で構成されたヘテロ型ジョセフソン接合の理論を構築する。本研究により、集団励起モードに関して同相運動に対応するジョセフソン・プラズマモードの存在、及び逆相運動に対応するジョセフソン・レゲットモードの存在が明らかになる。特に、波対称性により、ジョセフソン・プラズマモードの振動数は劇的に低下する。さらに、ジョセフソン渦解を数値的に求め、波対称性に起因して、その磁場分布が異常に拡大することを示す。

We construct a theory of a heterotic Josephson junction between single- and two-gap superconductors. The theory predicts the presence of in-phase and out-of-phase collective modes of superconducting phases. The former is the Josephson plasma mode, and the latter is a counterpart of Leggett's mode in Josephson junctions. A signature for -wave superconductivity is a drastic reduction of the frequency of the Josephson plasma mode. We also show that the magnetic field distribution of the Josephson vortex for -wave superconductivity is more enlarged than that for s-wave without sign change between the order parameters.