2017 Fiscal Year Annual Research Report
重い電子系化合物に対する第一原理的理論アプローチの開発
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16H04021
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
池田 浩章 立命館大学, 理工学部, 教授 (90311737)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 通人 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (10596547)
星野 晋太郎 埼玉大学, 大学院理工学研究科, 助教 (90748394)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 物性理論 / 第一原理計算 / 重い電子系 / 超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本プロジェクトの中心課題である、密度汎関数理論(DFT)と動的平均場近似(DMFT)の融合に関して、テストケースとして、その電子状態が実験的によく理解されている典型的な重い電子物質CeRu2Si2について、その電子状態の計算を開発中のDFT+DMFTのコードを用いて行った。これまでのDFT+Uの計算とは違い、初期状態によらず、jz=±5/2のf^1状態が優位に安定化されることが分かった。また、この状態における多極子相関関数も計算し、磁気異方性については実験と整合するイジング異方性を確認することができた。現在、その他の典型物質に対して計算のチェックをしつつ、密度汎関数理論に基づいた電荷整合性を考慮した汎用プログラムの開発を進めているところである。
また、動的平均場近似とは相補的な準粒子自己無撞着GW(QSGW)法を用いて、一連の鉄系超伝導体を対象として、電子状態の研究を行った。鉄系超伝導体では、重い電子系ほど深刻ではないが、LDAやGGAによるバンド構造やフェルミ面、および、その軌道成分が実験結果から微妙にずれており、超伝導のギャップ構造などを議論する上で問題となっている。ここで用いたQSGW法は半導体などのバンドギャップがLDA/GGAから大きく改善されるため、鉄系のような半金属でも有効に働くと考えられる。実際、QSGW法の適用により、鉄系のバンド構造は改善され、超伝導ギャップ構造に対しても有意な影響があることが示された。
さらに、前年度に大きく進展した超伝導の群論的な考察の発展として、UBe13やPrOsSb12、Pr1-2-20系において発現している超伝導が、その結晶場基底状態を反映した局所ペアからなる異方的超伝導である可能性についても研究した。
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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
本研究プロジェクトの中心課題である密度汎関数理論と動的平均場理論の融合において、核となるグリーン関数の抽出、および、それに基づく２体相関関数の計算が終了した。本年度中にスピン軌道相互作用を考慮した第一原理計算と動的平均場理論を融合した汎用コードが完成する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の早い段階において、密度汎関数理論に基づいた形で電荷分布の整合性を考慮したself-consistentループを完成させ、さらに、2体相関関数の評価までを含めて、コードの一般公開を目指す。得られた計算コードを利用して、セリウム系化合物に対する具体的な計算を実行し、その重い電子挙動を俯瞰することで、これまで手に入れにくかった電子状態の情報を定量的に引き出す。さらに、QSGWとDMFTの融合についても考察する。
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Research Products
(21 results)
