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磁性金属におけるハイブリッド密度汎関数理論の新展開

Publicly Offered Research

Project AreaMaterials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics
Project/Area Number 25104705
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology (2014)
The University of Tokyo (2013)

Principal Investigator

合田 義弘  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (50506730)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords磁性 / 物性理論
Outline of Annual Research Achievements

一般化されたKoopmansの定理を活用する事により、一粒子準位の満たすべき厳密な条件を用いてハイブリッド密度汎関数における混合パラメーターを第一原理的に決定した。その結果、歪んだ岩塩構造を取るタイプII反強磁性状態のNiOでは、電荷移動型絶縁体の電子状態を再現し、各軌道キャラクターのエネルギー位置も実験と矛盾しない結果が得られた。しかしながら、Mott-Hubbard絶縁体であるFeOに対してはdバンドの各状態それぞれに対して、大きく異なる混合パラメーターが得られた。また、これらの物質群に対する混合パラメーターはより大きな局在性のため、窒素化合物中の遷移金属不純物に対するものより大きい事が分かった。本研究における混合パラメーターの最適化法はDFT+U法のUの値の最適化にも用いる事ができる事を指摘した。一方で、既存の理論も含めた様々な手法による磁性金属の第一原理計算を実行し、磁性金属材料の電子状態の理解も深化させた。具体的には、原子サイト毎に磁気異方性の寄与を分解する手法を開発し、Y2Fe14Bなどのバルク磁性体に適用する事によりその有効性を確認した。さらにY2Fe14Bにおける磁気異方性の歪みによる制御可能性を見出し、その磁気異方性変調のメカニズムを明らかにした。磁性材料微細構造組織界面に対しても本手法を適用し、界面等における局所的な磁気異方性の効果を定量的に評価した。本研究により開発された磁気異方性解析手法は簡便かつ適用範囲が広く今後の応用が期待される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Strain effects on the magnetic anisotropy of Y2Fe14B examined by first-principles calculations2014

    • Author(s)
      Z. Torbatian, T. Ozaki, S. Tsuneyuki, and Y. Gohda
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 104 Issue: 24 Pages: 242403-242403

    • DOI

      10.1063/1.4883840

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Magnetic anisotropy modified by strain effects in Y2Fe14B2015

    • Author(s)
      Y. Gohda, Z. Torbatian, T. Ozaki, and S. Tsuneyuki
    • Organizer
      APS March Meeting
    • Place of Presentation
      San Antonio, USA
    • Year and Date
      2015-03-02
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Magnetic anisotropy induced by itinerant electrons in Y2Fe14B2014

    • Author(s)
      Y. Gohda, Z. Torbatian, T. Ozaki, and S. Tsuneyuki
    • Organizer
      International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2014-12-01 – 2014-12-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] First-principles calculations of magnetic anisotropy due to itinerant electrons2014

    • Author(s)
      Y. Gohda, Z. Torbatian, T. Ozaki, and S. Tsuneyuki
    • Organizer
      59th Annual Magnetism and Magnetic Materials Conference (MMM2014)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2014-11-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Strain effects on the magnetic anisotropy of Y2Fe14B2014

    • Author(s)
      Y. Gohda, Z. Torbatian, T. Ozaki, and S. Tsuneyuki
    • Organizer
      E-MRS 2014 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Warszawa, Poland
    • Year and Date
      2014-09-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 1イオン磁気異方性定数の第一原理計算手法開発とY2Fe14Bにおけるひずみ効果への応用2014

    • Author(s)
      合田義弘,Z. Torbatian,尾崎泰助,常行真司
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      愛知県春日井市
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁性材料とOpenMX2014

    • Author(s)
      合田 義弘
    • Organizer
      第3回CMSI「京」・HPCIスパコン利用情報交換会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2014-07-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] First-principles theory on magnetism at interfaces2014

    • Author(s)
      Y. Gohda
    • Organizer
      Collaborative Conference on Materials Research 2014 (CCMR2014)
    • Place of Presentation
      Incheon, Korea
    • Year and Date
      2014-06-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 第一原理計算による表面・界面磁性2014

    • Author(s)
      合田 義弘
    • Organizer
      2014年度第1回界面ナノ科学研究会
    • Place of Presentation
      愛知県蒲郡市
    • Year and Date
      2014-04-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Fe/Cu(001)磁性薄膜の第一原理計算2014

    • Author(s)
      立津慶幸, 合田義弘, 常行真司
    • Organizer
      「コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス」平成25年度第二回研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ε-Fe2O3の第一原理電子状態解析2014

    • Author(s)
      平井大介, 合田義弘, 常行真司
    • Organizer
      「コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス」平成25年度第二回研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 永久磁石材料の保磁力・微細構造と磁気異方性2013

    • Author(s)
      合田義弘
    • Organizer
      物性研究所 計算物質科学研究センター 第3回シンポジウム「スピン・軌道相互作用の物理における実験・理論・計算」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] First-principles study of magnetic anisotropy in Y2Fe14B2013

    • Author(s)
      Z. Torbatian、合田義弘、常行真司
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 永久磁石材料の微細構造と電子状態2013

    • Author(s)
      合田 義弘
    • Organizer
      第6回JAISTシミュレーション科学セミナー「磁石と構造材料の第一原理シミュレーション」
    • Place of Presentation
      JAIST(石川県)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイブリッド密度汎関数と結晶中電子の局在性2013

    • Author(s)
      合田義弘
    • Organizer
      「コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス」 平成25年度第1回研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] http://www.cms.materia.titech.ac.jp/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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