ボルツマン理論の範疇を超えた熱電物性の開拓と革新的ソルバーの開発
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22K18954
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
山本 貴博 東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 教授 (30408695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 弘泰 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40596607)
是常 隆 東北大学, 理学研究科, 教授 (90391953)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 熱電物性 線形応答理論 / 熱電物性 / 線形応答理論 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ボルツマン理論の範疇を超えた熱電現象を開拓するともに、線形応答理論に基づいた熱電応答ソルバーを開発する。以下の２つの項目を実施する。
[項目1] 強く乱れた系の熱電効果
《１－１》 乱れた低次元物質の熱電応答のバンド端効果とバンド間遷移効果（担当：山本）、《１－２》 SB 関係式に基づいた熱電応答ソルバーの開発（担当：是常＋山本）
[項目2] 相関電子系の熱電効果
《２－１》電子間相互作用によって生じる特異な熱電応答（担当：山本＋松浦）、《２－２》電子・フォノン相互作用によって生じる特異な熱電応答（担当：松浦）、《２－３》SB関係式外の熱電効果をソルバーへ導入（担当：是常＋山本＋松浦）
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ボルツマン理論の範疇を超えた熱電現象を開拓するともに、線形応答理論に基づいた熱電応答ソルバーを開発を進めている。今年度は前年度に引き続き、次の2つの項目を実施した。括弧内には研究担当者の名前を記す。
[項目1] 強く乱れた系の熱電効果《1-1》 乱れた低次元物質の熱電応答のバンド端効果とバンド間遷移効果（担当：山本）、《1-2》 SB 関係式に基づいた熱電応答ソル バーの開発（担当：是常+山本）
[項目2] 相関電子系の熱電効果 《2-1》電子間相互作用によって生じる特異な熱電応答（担当：山本+松浦）、《2-2》電子・フォノン相互作用によって生じる特異な熱 電応答（担当:松浦）、《2-3》SB関係式外の熱電効果をソルバーへ導入（担当：是常+山本+松浦）
また、オンラインならびに対面での研究打ち合わせや研究会を行うなど、緊密な共同研究活動を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第一原理計算をベースに久保・ラッティンジャー（KL）の方法に基づいて熱電輸送係数を計算するシミュレーション手法の開発を継続して行った。特に、ドーピングを念頭においた不規則合金に対する計算手法として、Wannier-CPA法に基づく伝導度計算の精度検証を行い、また、汎用性の向上にむけた開発も進展させた。さらに、この手法と、電子間相互作用の寄与を考慮する手法の融合を念頭に、電子間相互作用の第一原理評価手法と本手法の接続に関する開発を行った。
分担者（松浦）は、実験データを元に伝導度スペクトルと化学ポテンシャルを推定するゾンマーフェルト・ベーテ関係式の逆問題の解明に取り組んだ。23年度はこの方法についてのレビュー記事を雑誌「固体物理」で発表した。また最近、SrTiO3-δにおいてフォノンドラッグに由来した巨大な熱ホール効果が観測されている。そこでKL法に基づいてフォノンドラッグ由来のネルンスト伝導度、熱ホール効果の微視的理論を構築し、実験と一致することを示した。これについては現在論文執筆中である。
初年度にコロナの影響もあり、本研究で開発したソルバーの最終整備のみが残されているので、これについては、延長申請を行うことで来年度に実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定していた2年間で、[項目1]と[項目2]に関する研究は完了しているが、そこで開発したソルバーの最終整備が残されている。そこの来年度は、[項目1]と[項目2]の研究を通して開発した機能を取り入れた熱電ソルバーの最終整備を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(46 results)
