第一原理DΓAの開発による非従来型超伝導体の定量計算の実現
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21K13887
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | University of Hyogo (2022)
Institute of Physical and Chemical Research (2021) |
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Principal Investigator |
北谷 基治 兵庫県立大学, 理学研究科, 助教 (50871331)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 高温超伝導 / 強相関 / 動的平均場理論 / 強相関電子系 / 第一原理計算 |
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| Outline of Research at the Start |
密度汎関数理論(DFT)を用いた物質の第一原理計算は幅広く行われてきているが、電子相関が重要な非従来型超伝導体は取り扱えない。そこで、これまで格子モデルにおいて相関電子系の記述に成功してきている動的バーテックス近似(DΓA)をDFTと融合することによってこの現状を打破し、非従来型超伝導を経験的パラメータに依らず第一原理的に取り扱う手法を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主眼は、第一原理計算を出発点に強相関効果を取り込むことのできる動的バーテックス近似を組み合わせることで、非従来型超伝導体の転移温度計算を定量的に行い、超伝導物質の物性解明・機能向上を目指すものである。これまで用いてきた計算方法でニッケル酸化物の転移温度が良く記述できていることを踏まえ、本年度は現実物質への応用の幅を広げることに軸足を置き、更に様々な物質に対しての転移温度の計算などから物質の機能向上の可能性を探った。
まずは動的バーテックス近似による計算で、反強磁性状態からドープをすることで超伝導ドームが出現するという全体相図が適切に記述できることを確認し、その上で幅広いパラメータによる包括的な計算を行うことで、反強磁性・超伝導の振る舞いをモデル計算の範囲でまとめた。さらに第一原理計算と組み合わせることで、昨年度から続けているパラジウム酸化物での超伝導の可能性について、より詳細なパラメータ依存性や格子の安定性を調べ、銅酸化物超伝導に匹敵する転移温度を持つ相図の予言を行った。それ以外にも、新しく発見された多層系ニッケル酸化物の転移温度を定量的に計算できることを示し、ブロック層を挿入した系に対する相図計算なども行った。その他には、三角格子上でのネマティック不安定性と非フェルミ液体的振る舞い、超伝導転移温度との相関を調べ、今後さらに幅広い物質に適用できるような基盤を固めた。さらに本手法による超伝導の計算について、これまでの研究をまとめつつ、さらに詳細な考察を加えた総説論文を出版した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画の主眼であった転移温度の定量的な計算を現実的なものとするだけでなく、どこまで定量的に記述できるかについての考察を深め、さらに新物質への予言へとつなげることが出来ており、当初の計画以上に進展しているといえる。今後は転移温度にとどまらない多様な物理量の計算へとつなげていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の通り、転移温度にとどまらず伝導度・ホール係数などを対象として強相関手法の開発を行ってゆく。
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Report
(2 results)
Research Products
(23 results)
