メタマテリアルのための動的電流密度汎関数理論の構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Electromagnetic Metamaterials |
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| Project/Area Number |
25109708
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
樋口 雅彦 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (10292202)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | メタマテリアル / 動的電流密度汎関数理論 / 内部電磁場 / 自己無撞着 / 交換相関エネルギー汎関数 / 磁場を含んだ相対論的強束縛近似法 / 電流密度 / 電荷密度 / 変分原理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
26年度に行ったことを以下に列挙する：
（１）昨年度はメタマテリアルのための「動的電流密度汎関数理論」の開発を行った。この理論においては、内部電磁場は平均場近似を用いて電流密度と電荷密度の汎関数として与えられていた。メタマテリアルの電磁波応答を精度良く予言したい場合に、内部電磁場の記述は最も重要なポイントであり、平均場近似を用いない形でそこは記述したい。今年度は、昨年度の「動的電流密度汎関数理論」を改良して、内部電磁場も自己無撞着に決めることのできる理論を提案した。この改良は、密度汎関数理論における外場は内部電磁場も含んだ「与えられた場」として定式化が可能であるという事実が基礎となっている。
（２）上記の新しい「動的電流密度汎関数理論」において開発すべき汎関数は、交換相関エネルギー汎関数のみである。交換相関エネルギーの近似形は、静的電流密度汎関数理論ではすでに開発済みである。この近似形を「動的電流密度汎関数理論」に借用する提案（AVEAの提案）を行った。
（３）上記の新しい「動的電流密度汎関数理論」の静的極限での有効性の確認を行った。具体的には、時間に依存しない電磁場下での固体中電子の状態を計算する手法「磁場を含んだ相対論的強束縛近似法」を開発し、シリコン結晶の電子状態計算に適用した。エネルギー状態密度の磁場依存性に繰り返し模様が見られるなど、磁場下固体の電子状態特有の電子構造が確認された。また磁場下金属の電子状態計算にも適用し、ド・ハース‐ファン・アルフェン効果（帯磁率が磁場に対して振動する現象）を第一原理的な立場から再考察した。いずれの結果も「動的電流密度汎関数理論」の静的極限での有効性を示すものであった。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
