2004 Fiscal Year Annual Research Report
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14540352
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤原 毅夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90011113)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山元 進 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30262041)
星 健夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80272384)
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| Keywords | GW近似 / 動的平均場近似 / 逐次摂動近似 / 金属絶縁体転移 / 電子間クーロン相互作用 / 動的遮蔽 / 軌道縮重 |
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| Research Abstract |
密度汎関数理論と多体電子論の融合を目的として、以下のことを行った。
1.密度汎関数の枠内で電子間クーロン相互作用による、電子密度およびスピン密度の大きな揺らぎをあからさまに取り入れる方法論の開発と応用(LDA+U法の開発と応用):第一原理電子構造計算を強相関系に取り入れるもっとも容易な方法として発展してきたLDA+U法により、La_<1-x>Sr_xNiO_4を調べた。結果的にこの系はLDA+Uで解析できるものではなく、現在は「軌道縮退のあるハバードモデルでの厳密対角化」の方法に発展している。
2.多電子問題の理論の枠内で、摂動展開によって電子密度の動的な揺らぎによる遮蔽効果を取り入れた方法論の開発と応用(GW近似の新しい展開と応用):HfOその他の系でGW近似を適用し、また誘電関数、エネルギー損失スペクトルなどを計算し、実験とよい一致を得た。さらにスペクトルを解析し、それぞれのピークの起源を明らかにした。さらに反強磁性LaMnO_3は系が大きくなって従来の方法では計算できなかった。計算手法を改善し、実質的に計算スピードを50倍以上とし、これらの系を計算できるようにした。その結果、バンドギャップおよびスペクトル形状ともに実験をよく説明する結果を得た。またエネルギーに依存したオンサイトおよびオフサイト・クーロンエネルギーを求めた。酸素からMnへの励起による電子-正孔対による遮蔽が10〜20eV程度の領域で大きなエネルギー依存性の期限になっていることを見出した。
3.クーロン相互作用に基づく電子密度およびスピン密度の大きな揺らぎに注目した多体電子系の方法論である動的平均場理論と第一原理電子構造計算手法の融合と応用(DMFT+LDA):DMFTを用いて軌道縮退がある場合の金属-絶縁体転移に伴う臨界的なU/W(クーロン相互作用U・バンド幅W)依存性を計算した。従来いわれているような軌道縮重によりU/Wが大きくなるのではなく、格子構造が重要であることを見出した。
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