2000 Fiscal Year Annual Research Report
グリーン関数法による電子状態計算の統一的手法の開発
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11640348
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
赤井 久純 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70124873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 國友 奈良県立医科大学, 医学部, 助教授 (60156627)
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| Keywords | KKR法 / KKR-CPA-LDA法 / 超格子 / スピントロニクス / 不規則合金・混晶 / キャリア誘起強磁性 / 第一原理計算 / 計算機ナノマテリアルデザイン |
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| Research Abstract |
グリーン関数法を用いた電子状態計算方法のパッケージを開発し、基本的なアイデアを記載したテキストとマニュアルを作成した.パッケージのWEB上での公開の準備が進んでいる.ナノスピントロニクス,ナノ構造磁性,希薄磁性半導体などにおいては超構造,不規則性,ドーピング効果が重要であるという点で,多くの場合に.従来のバンド計算では困難がともなう.グリーン関数法はこのような系にも問題なく適用されることから期待を集めている.KKRパッケージおよびKKR-CPA-LDAパッケージを整備することによって
・希薄磁性半導体混晶,希薄磁性半導体超格子の電子状態をKKR-CPA法および密度汎関数法の局所近似にもとづいて第一原理的に計算した.この系は超格子であり,かつ上向きおよび下向き局所磁気モーメントをもつ2種類のMn原子とドーピング効果を得るための種々の不純物原子が入った不規則混晶,合金である.このような現実的な系に対しても問題なくKKR-CPA-LDAパッケージを適用することに成功した.
・Cr/Fe超格子の電子状態と磁性をKKRパッケージを用いて計算した.特に,並列化を行って,高速計算を可能にした.ベクトル化による加速と相まって10ノードの並列化の結果全体として約300倍の加速を達成することができた.
・パイライト型遷移金属カルコゲナイド合金の電子状態をKKR-CPA-LDAパッケージを用いて計算した.非稠密構造をもつ系の電子状態を計算するために,以下の拡張を行った.非稠密構造も多数の小さな空孔原子球を隙間につめることによって原理的には正確な計算ができる.しかし多数の空孔原子球を導入することは計算規模の急激な膨大化を招く.この点を克服するために,大幅なコードを変更を行い,その結果小さな空孔原子球についてはs状態のみを考慮することとし,これによって20〜40個程度の空孔原子球を単位胞に含んでもも計算時間が大きく増えることのないようにした.これによって,これまで格子定数などを決めることのできなかった遷移金属カルコゲナイド合金を,フルポテンシャル法と同程度の正確さで扱えるようになった.
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[Publications] P.Entel: "Understanding iron and its alloys from first principles"Phil. Mag. B. 80. 141-153 (2000)
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[Publications] H.Akai: "Electronic structure of diluted magnetic semiconductors and its superlattices"J. Phys. Soc. Jpn Suppl. . 69. 119-124 (2000)
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[Publications] P.Entel: "Collinear and noncollineae magnetism in transition-metal alloys"J. Phys. Soc. Jpn Suppl. . 69. 112-118 (2000)
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[Publications] Ph.Kurz: "Three-Dimensional Spin Structure on a Two-Dimensional Lattice : Mn/Cu (111) "Phys. Rev. Lett. . 86. 1106-1109 (2000)
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[Publications] K.Hirai: "Large-Scale KKR Calculation for Metallic Superlattices"Prog. Theor. Phys. Supple. . 138. 119-121 (2000)
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[Publications] T.Kamatani: "Electronic structures of superlattices of II-VI/III-V dilutedsemiconductors"Physica E (in press) . 10. (2001)
