2015 Fiscal Year Research-status Report
ファン・デル・ワールススピン密度汎関数法の開発および超高圧下と超強磁場下への応用
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15K05165
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
小田 竜樹 金沢大学, 数物科学系, 教授 (30272941)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分散力 / 密度汎関数法 / 非経験的計算法 / 固体酸素 / メタ磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)ファン・デル・ワールススピン密度汎関数(VDW-SDF)法に基づいて、独自に開発を推進するVDW-DF-SGC関数の開発を推進した。また汎関数にパラメタ―を導入し拡張された汎関数の可能性を探索した。磁気構造により異なる依存性を示した点で優れていることが判明し、物理的に好ましいことが明らかとなった。またH27 年度に入り英国グループで新しく提唱された関数（SVDW-DF関数）について、計算コードへの実装を推進し、本研究で開発する関数と比較検討できるようにした。
(2)酸素の低温固体相(αおよびδ相)のエンタルピーを見積もり、結晶構造および磁気構造を決定した。計算結果は、VDWを考慮しないときに比べて格段に実験結果を再現する、特に得られた体積に関しては、定量的に好ましい結果を得た。しかしながら、単斜晶系に属する結晶構造として、実験結果とは定量的に異なる格子定数が得られることが明らかとなった。これは開発したVDW-SGCであっても、酸素分子間の反強磁性的相互作用が過大評価されていることを示唆していることを議論した。
(3)固体酸素の強制強磁性状態での結晶構造を決定するため、候補となる結晶構造について、探索した結果、実験グループが提案している構造が調べた中で安定であることが、明らかになりつつある。今後高磁場下での結晶構造決定を推進する。
(4) 開発を推進するSVDW-DF関数を用いて得た固体酸素（α相）の結晶構造および磁気構造を仮定し、多体電子論に基づいた高精度電子構造計算を実施した。この結果から、分子内交換積分の過小評価に由来する効果が相当存在することが改めて明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で扱っているVDW-DF-SGC関数の開発が順調に進んだが、一方で、定量的に高精度に好ましい密度汎関数を開発できたわけではないことが同時に判明した。この後者のことは重要で、電子構造に着目した改良がまさに必要であることが分かったため、研究の次へのステップにできるだけ早く進むための動機づけが明確になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次の２点を考慮して、予定されている研究計画に基づいて研究を推進する。
(1)多体電子論に基づいた高精度電子構造計算の結果を参考に電子の交換相関エネルギーを改良し、真の物理描像をより高精度に再現することを通して、結晶構造をより定量的にもっともらしく再現する密度汎関数を探索する。
(2)零磁場下での結晶構造と強制強磁性状態の結晶構造を内挿する、計算手法を創成することにより、メタ磁性へ適用できる計算手法の開発を視野に入れて研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
H27年度に開催予定を想定していた千葉県柏市で開催の研究会に出席するための旅費を急遽、H28年度に開催されたため、H27年度中に執行しないことになったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越された予算をH28年度に開催が延期された研究会の出席のための経費に充てることとして、本来予定されていたH28年度予算を着実に執行する予定である。
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| Remarks |
小田研究室のページに研究内容および研究成果に関する情報を掲載しています。
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