2012 Fiscal Year Annual Research Report
Project Area | Materials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics |
Project/Area Number |
22104010
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
今田 正俊 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70143542)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 隆 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (30332638)
中村 和磨 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60525236)
佐久間 怜 千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 助教 (10512204)
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Project Period (FY) |
2010-06-23 – 2015-03-31
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Keywords | 第一原理計算 / 強相関電子系 / 有効模型 / 光電子分光 / スピン軌道相互作用 / 鉄系超伝導体 / 有機導体 / 非従来型超伝導 |
Research Abstract |
密度汎関数法と強相関模型解法を融合し、従来の密度汎関数法では困難な強相関電子系を高精度、低負荷で取り扱う新手法を確立し、現実の多彩な物質群への広範な実証研究の展開を進めた。従来の方法には電子相関効果の取り入れ方について、二重勘定の問題が存在したが、新たに密度汎関数法からの寄与を取り去って制限自己エネルギーを付け加えることによって、低エネルギー有効模型を解くときに考慮される電子相関効果の二重勘定を取り除く方法を開発した。また2つの有機導体に対して1バンドと3バンドでのそれぞれ2種類の第一原理有効模型を導出した。界面に対するダウンフォールディング法の開発に成功し、LaAlO3とSrTiO3の界面に対して適用した。電荷混合や初期状態の構成法を改善し、LDA+U計算の際に生じる数値的困難を回避してノンコリニアな磁性を導出する方法を整備した。Osパイロクロア酸化物においてジャロシンスキー守谷相互作用が大きいことを示した。相関電子系を扱う電子状態計算法としてLDA+DMFT法が広く用いられている。この方法ではKohn-ShamハミルトニアンにハバードU項を加えた多電子ハミルトニアンを動的平均場理論(DMFT)で解く。標準的なLDA+DMFT法を超えてUの動的効果や自己エネルギーの波数依存性を取り込む方法の開発を行った。(TMTSF)2PF6の低エネルギー電子構造を計算し、低エネルギープラズモン励起の存在を確認した。超伝導を密度汎関数理論の枠組みの中で非経験的に取り扱う方法論の開発を進め、有効クーロン相互作用の周波数依存性を考慮する方法論の開発を行い、圧力下の金属リチウムに適用し、実験との整合性が向上することを確認した。Sb2Te系に対してトポロジカル絶縁相の探索を行い、層面内方向に歪ませることでギャップが開いてトポロジカル絶縁体が生じることが示された。
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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
当初の計画を超えて、MACE(第一原理強相関電子状態解明法)の適用が広範に進み、鉄系超伝導体の超伝導機構が解明された。 スピン軌道相互作用の強い物質、特にイリジウム化合物で第一原理的計算によりスピン液体の形成条件が明らかにされ、またイリジウム化合物に生じる磁気相中での磁壁がトポロジカルな性質を示すことを示した。 また電子格子相互作用と強い電子相関を持つ系の第一原理的な解明のための手法が進んだ。実時間光電子分光の解析法の研究も進んだ。
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Strategy for Future Research Activity |
高温超伝導機構の解明を進める。 スピン軌道相互作用が生む新たなトポロジカル相の究明を進める。 実時間光電子分解の理論を構築する。 太陽電池の高効率エネルギー変換機構を解明し更なる高効率変換の指針を得る。
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Research Products
(69 results)
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[Journal Article] Fermi-surface reconstruction involving two van Hove singularities across the antiferromagnetic transition in BaFe2As22013
Author(s)
Y. Nakashima, A. Ino, S. Nagato, H. Anzai, H. Iwasawa, Y. Utsumi, H. Sato, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Oguchi, Y. Aiura, I. Hase, K. Kihou, C. H. Lee, A. Iyo, and H. Eisaki
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Journal Title
Solid State Commun.
Volume: 157
Pages: 16-20
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Dependence of carrier doping on the impurity potential in transition-metal-substituted FeAs-based superconductors2013
Author(s)
S. Ideta, T. Yoshida, I. Nishi, A. Fujimori, Y. Kotani, K. Ono, Y. Nakashima, S. Yamaichi, T. Sasagawa, M. Nakajima, K. Kihou, Y. Tomioka, C. H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, T. Ito, S. Uchida, and R. Arita
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 110
Pages: 107007(1-5)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Self-energy on the low- to high-energy electronic structure of correlated metal SrVO32012
Author(s)
S. Aizaki, T. Yoshida, K. Yoshimatsu, M. Takizawa, M. Minohara, S. Ideta, A. Fujimori, K. Gupta, P. Mahadevan, K. Horiba, H. Kumigashira, and M. Oshima
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 109
Pages: 056401(1-5)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Correlation effects, circular dichroism, and Fermi surfaces of bulk nickel from soft x-ray angle-resolved photoemission2012
Author(s)
J. Braun, J. Minar, H. Ebert, A. Chainani, J. Miyawaki, Y. Takata, M. Taguchi, M. Oura, S. Shin
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 85
Pages: 165105 (1-6)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Abrupt change in the energy gap of superconducting Ba1-xKxFe2As2 single crystals with hole doping2012
Author(s)
W. Malaeb, T. Shimojima, Y. Ishida, K. Okazaki, Y. Ota, K. Ohgushi, K. Kihou, T. Saito, C. H. Lee, S. Ishida, M. Nakajima, S. Uchida, H. Fukazawa, Y. Kohori, A. Iyo, H. Eisaki, C.-T. Chen, S. Watanabe, H. Ikeda, S. Shin
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 86
Pages: 165117(1-7)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Photoemission Evidence for Valence Fluctuations and Kondo Resonance in YbAl22012
Author(s)
M. Matsunami, A. Chainani, M. Taguchi, R. Eguchi, Y. Takata, M. Oura, M. Yabashi, K. Tamasaku, Y. Nishino, T. Ishikawa, M. Kosaka and S. Shin
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 81
Pages: 073702(1-4)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Quasiparticles and Fermi liquid behaviour in an organic metal2012
Author(s)
T. Kiss, A. Chainani, H. M. Yamamoto, T. Miyazaki, T. Akimoto, T. Shimojima, K. Ishizaka, S. Watanabe, C.-T. Chen, A. Fukaya, R. Kato and S. Shin
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 3
Pages: 1089(1-6)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Octet-line node structure of superconducting order parameter in KFe2As22012
Author(s)
K. Okazaki, Y. Ota, Y. Kotani, W. Malaeb, Y. Ishida, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C.-T. Chen, K. Kihou, C. H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, T. Saito, H. Fukazawa, Y. Kohori, K. Hashimoto, T. Shibauchi, Y. Matsuda, H. Ikeda, H. Miyahara, R. Arita, A. Chainani, S. Shin
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Journal Title
Science
Volume: 337
Pages: 1314-1317
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Incommensurate Orbital Modulation behind Ferroelectricity in CuFeO22012
Author(s)
Y. Tanaka, N. Terada, T. Nakajima, M. Taguchi, T. Kojima, Y. Takata, S. Mitsuda, M. Oura, Y. Senba, H. Ohashi, S. Shin
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 109
Pages: 127205(1-5)
DOI
Peer Reviewed
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