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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of the first-principles approach in heavy-fermion compounds

Research Project

Project/Area Number 16H04021
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

池田 浩章  立命館大学, 理工学部, 教授 (90311737)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 通人  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10596547)
星野 晋太郎  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90748394)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords物性理論 / 第一原理計算 / 重い電子系 / 超伝導
Outline of Annual Research Achievements

長らく、本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を融合したオリジナルコードの開発に従事してきたが、最終年度においてようやく電荷密度の自己無撞着計算までたどり着いた。そのベンチマークテストとして、典型的な重い電子系化合物であるCeRu2Si2の電子状態の計算を試み、これまで人工的に加えていた、f電子数を1に固定するための閉じ込めポテンシャルを外しても問題なく安定した計算を行えることを確認した。さらに、一般ユーザー向けにソースコードと入力ファイル、ヘルプファイルを充実するなど、ユーザーインターフェースの改善も行った。一般公開するまでにはまだしばらく時間が必要であるが、当初の計画通り、海外勢と肩を並べる程度にはコード開発が進んだと思われる。
また、電荷密度の自己無撞着計算を考慮しない範囲であれば、CeCu2Si2の2粒子相関において、通常の磁気ゆらぎに加えて、4極子のような電気的軌道ゆらぎが増強されていることや、Yb系における価数転移の可能性が、その予備計算にも現れていることを示した。これらは関連する実験事実も多く、もう少し精度の高い計算において考察すべき問題であると考えている。
さらに、動的平均場理論とは相補的な準粒子自己無撞着GW(QSGW)法を用いて、鉄系超伝導体、特に、FeSの電子状態を計算し、通常利用されるLDAやGGAといった交換相関ポテンシャルで問題となっている電子構造の有意なずれが改善されること、そして、dHvA測定の結果などを解析する上で非常に役立つことを示した。また、このQSGW法で得られたFeSeの有効模型に対してゆらぎ交換(FLEX)近似を適用することで、そのフェルミ面が実験で観測されているような形に変形することを示した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] フリブール大学(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      フリブール大学
  • [Journal Article] Electronic Structure and Superconducting Gap Structure in BiS2-based Layered Superconductors2019

    • Author(s)
      Katsuhiro Suzuki, Hidetomo Usui, Kazuhiko Kuroki, Takuya Nomoto, Kazumasa Hattori, and Hiroaki Ikeda
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 88 Pages: 041008(1-13)

    • DOI

      10.7566/JPSJ.88.041008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical studies for identifying horizontal line nodes via angle-resolved density-of-states measurements: Application to Sr2RuO42019

    • Author(s)
      Kazushige Machida, Koki Irie, Katsuhiro Suzuki, Hiroaki Ikeda, and Yasumasa Tsutsumi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 99 Pages: 064510(1-14)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.064510

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accurate determination of the Fermi surface of tetragonal FeS via quantum oscillation measurements and quasiparticle self-consistent GW calculations2019

    • Author(s)
      Taichi Terashima, Naoki Kikugawa, David Graf, Hishiro T. Hirose, Shinya Uji, Yoshitaka Matsushita, Hai Lin, Xiyu Zhu, Hai-Hu Wen, Takuya Nomoto, Katsuhiro Suzuki, and Hiroaki Ikeda
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 99 Pages: 134501(1-7)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.134501

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Staggered ordered phases in the three-orbital Hubbard model2019

    • Author(s)
      K. Ishigaki, J. Nasu, A. Koga, S. Hoshino, P. Werner
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 99 Pages: 085131(1-11)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.085131

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of electron correlations on spin excitation bandwidth in Ba0.75K0.25Fe2As2 as seen via time-of-flight inelastic neutron scattering2018

    • Author(s)
      Naoki Murai, Katsuhiro Suzuki, Shin-ichiro Ideta, Masamichi Nakajima, Kiyohisa Tanaka, Hiroaki Ikeda, and Ryoichi Kajimoto
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 97 Pages: 241112(R)(1-6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.241112

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spontaneously orbital-selective superconductivity in a three-orbital Hubbard model2018

    • Author(s)
      K. Ishigaki, J. Nasu, A. Koga, S. Hoshino, P. Werner
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 98 Pages: 235120(1-7)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.235120

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Giant anomalous Nernst effect and quantum-critical scaling in a ferromagnetic semimetal2018

    • Author(s)
      Akito Sakai, Yo Pierre Mizuta, Agustinus Agung Nugroho, Rombang Sihombing, Takashi Koretsune, Michi-To Suzuki, Nayuta Takemori, Rieko Ishii, Daisuke Nishio-Hamane, Ryotaro Arita, Pallab Goswami, Satoru Nakatsuji
    • Journal Title

      Nat. Phys.

      Volume: 14 Pages: 1119-1124

    • DOI

      10.1038/s41567-018-0225-6

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Charge Self-Consistent LDA+DMFT法の重い電子系への適用2019

    • Author(s)
      鈴木通人, 星野晋太郎, 池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会 (九州大学)
  • [Presentation] Sr2RuO4における磁気感受率の超伝導ギャップ依存性の解析2019

    • Author(s)
      鈴木雄大, 池田浩章, 町田一成
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会 (九州大学)
  • [Presentation] First-principles analysis of heavy-electron superconductors2018

    • Author(s)
      Hiroaki Ikeda
    • Organizer
      International Workshop on j-fermion Physics and Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重い電子系特有の非従来型超伝導発現機構2018

    • Author(s)
      星野晋太郎
    • Organizer
      第3回富山物性研究会
    • Invited
  • [Presentation] CaFeAsFのフェルミ面とベリー位相2018

    • Author(s)
      寺嶋太一, 廣瀬陽代, David Graf, Yonghui Ma, Gang Mu, Tao Hu, 鈴木雄大, 宇治進也, 池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [Presentation] 非弾性中性子散乱によるBa0.75K0.25Fe2As2のスピン揺らぎ:遍歴描像からのアプローチ2018

    • Author(s)
      村井直樹, 鈴木雄大, 中島正道, 出田真一郎, 田中清尚, 池田浩章, 梶本亮一
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [Presentation] QSGW法を用いた鉄系超伝導体の電子状態の解析2018

    • Author(s)
      鈴木雄大, 小倉大志, 榊原寛史, 小谷岳生, 池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [Presentation] LDA+DMFT法による重い電子系の多極子感受率2018

    • Author(s)
      星野晋太郎, 鈴木通人, 池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [Presentation] セリウム系重い電子化合物に対するLDA+DMFTの適用2018

    • Author(s)
      池田浩章, 星野晋太郎, 鈴木通人
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [Presentation] LDA+DMFT法によるYb系化合物の価数状態と準粒子スペクトル2018

    • Author(s)
      鈴木通人, 星野晋太郎, 池田浩章
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [Presentation] Kondo effect and superconductivity in correlated systems with electron and hole Fermi surfaces2018

    • Author(s)
      星野晋太郎
    • Organizer
      J-Physics:多極子伝導系の物理 平成30年度領域全体会議

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Published: 2019-12-27  

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