有効模型データベースを用いた機能性物質の探索と設計
Project/Area Number |
22K03447
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
|
Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
是常 隆 東北大学, 理学研究科, 准教授 (90391953)
|
Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
|
Keywords | 有効模型 / 第一原理計算 / 対称性 / 物質探索 |
Outline of Research at the Start |
本研究では,第一原理計算を用いて得られる物質に対する有効模型のデータベースを主軸に用いて,様々な物理量の理論データベースを構築し,それに基づいた機能性物質の探索および設計を行う。特に,有効模型データベースから物理量のデータベースを構築するための技術開発,対象とする物質の範囲を広げるための技術開発を行うことによって,これまで探索されてこなかった領域の探索を行う。また,得られたデータの解析から,物理量と有効模型,結晶構造などの関連性を議論し,物質設計の指針構築も目指す。
|
Outline of Annual Research Achievements |
本年度は,まず,対称性を用いた有効模型構築手法を確立し,それをデータベース構築に適用した。具体的には,有効模型を構築する際に必要となる計算を対称性を用いて高速化し,さらに得られるデータも対称性を用いて圧縮することにより,これまでよりはるかに多くの物質を計算可能とした。現在この手法により有効模型データベース構築を進めており,既にこれまでの倍以上のデータの生成蓄積を行っている。また,得られる有効模型にも対称性の制限をかけることで,対称性を保ったまま有効模型を構築する技術を確立した。同様の手法はこれまでにも提案されていたが,新しい手法では,フェルミ準位近傍のバンドは必ず再現するような制限を同時にかけることが可能なため,フェルミ準位近傍の電子状態を再現する対称性を保った模型を汎用的に作ることが可能となった。これは,トポロジカル物質探査などにおける対称性の解析で有益に働くほか,様々な物理量の計算に対称性を用いた高速化を行う上でも重要となる。これらの成果は論文として出版したほか,github上でコードを公開しており,現在Wannier90への取り込みにむけて調整を進めているところである。 また,有効模型をベースに久保公式を用いて輸送係数などの物理量を計算する手法の開発も進めている。特に,虚時間方向のデータ圧縮を利用することで様々な計算を高速化するとともに,電気伝導度などの解析接続の方法についても検証を進めている。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
対称性を用いた有効模型構築手法の確立に成功しており,有効模型のデータベースも着実に拡充を進めている。 また,有効模型をベースに様々な物理量を計算するコードの整備も進んでおり,虚時間方向のデータ圧縮の活用や解析接続の手法についても順調に検証が進んでいる。
|
Strategy for Future Research Activity |
有効模型データベースの拡充を続けるとともに,そのデータの検証方法についても改善を進めていく。また,このデータベースを用いて様々な物理量を計算することで,物質探索を進めていく。物理量の計算としては,前年度に引き続き久保公式に基づく手法の開発を進めていく。特にコヒーレントポテンシャル近似や動的平均場近似を融合していくことで,混晶系や強相関系への拡張も視野にいれていく。 対称性を用いた有効模型構築手法については,現在最も幅広く利用されているWannier90というコードに取り込むため,Wannier90の主要な開発者らとも連携してコード整備を進めていく。
|
Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
-
-
-
-
[Journal Article] sparse-ir: Optimal compression and sparse sampling of many-body propagators2023
Author(s)
Wallerberger Markus、Badr Samuel、Hoshino Shintaro、Huber Sebastian、Kakizawa Fumiya、Koretsune Takashi、Nagai Yuki、Nogaki Kosuke、Nomoto Takuya、Mori Hitoshi、Otsuki Junya、Ozaki Soshun、Plaikner Thomas、Sakurai Rihito、Vogel Constanze、Witt Niklas、Yoshimi Kazuyoshi、Shinaoka Hiroshi
-
Journal Title
SoftwareX
Volume: 21
Pages: 101266-101266
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-