2018 Fiscal Year Research-status Report
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16K05452
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 和磨 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60525236)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 第一原理計算 / ソフトウェア公開 / 電子間相互作用 / 電子格子相互作用 / 超伝導 / GW / 熱力学状態図 / 金属水素化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導転移温度の非経験的・定量的評価を目的として, 第一原理計算を用いた電子格子相互作用および電子間相互作用の評価コード開発およびこれを用いた実証研究を進めている。転移温度は物質の素材性能を測る基礎データであり, これの非経験的評価は, 新規超伝導体の理論予測・効率的物質設計のための基盤技術である。物質の低エネルギー電子構造と様々な量子揺らぎを第一原理計算を用いて評価し, 超伝導を考察するための基礎パラメータ (λ, μ*, デバイ温度等) を得る。
当該年度は以下の項目に取り組んだ：
1．物質の有限温度物性評価を目的として，熱力学状態図の非経験的・定量的評価のための第一原理計算スキームおよびプログラム開発を行った。超伝導は有限温度物性であり，状態図の非経験的評価は新規超伝導相の探索の基礎的データとなる。高圧下での高転移温度が報告されている金属水素化物に着目し，第一原理計算より得られた自由エネルギーの計算結果から拡張正則溶体モデルのパラメータを決定し，これをCALPHAD法に基づくソフトウェア PANDAT のインプットとして状態図作成を行った。
2．前年度に引き続き第一原理多体摂動計算ソフトウェアRESPACKの整備を進めた。RESPACKは，ワニエ関数，誘電関数，相互作用パラメータ評価のためのプログラムであり，物質の低エネルギー物性計算のための統一的パッケージである。当該年度は，特に 1) スピン軌道相互作用を含む系への拡張，2) 有効模型ソルバーソフトウェア HPHI/mVMC とのインターフェイス作成を行った。1) および 2)ともに完成し，具体的物質に対する実証研究を進めている。
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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
当該年度は，研究成果について，関連論文を三報 (ただし内二報は掲載決定状況)，招待講演を二件報告した。2018年度東京大学物性研究所ソフトウェア開発・高度化プロジェクトとして採択された課題 (「第一原理有効模型導出プログラムRESPACKと模型解析プログラムHΦ/mVMCの融合による非経験的強相関電子構造解析ソフトウェアの整備」)についても，物性研メンバと協力し，RESPACKとHΦ/mVMCの間のインターフェイスプログラム作成を行った。なお，2017年10月20日に公開したRESPACKは，2019年5月12日現在，ダウンロード総数1214件となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで通り，1) プログラム開発，2) 具体物質に対する実証研究，2) 成果報告 (論文発表，講演，開発ソフトウェア汎用公開) を柱にして積極的に研究を展開したい。一方で，さきの「研究実績の概要」でも述べたとおり，近年，第一原理計算は有限温度物性評価のためにも適用されるようになっており，新しい潮流が築かれつつある。今後，これらの研究に基づく新物質・新規熱力学相探索アルゴリズム開発・シミュレーションが整備されると期待される。こうした潮流に対応できる研究体制整備・人材育成にも注力したい。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に申請者が開発した計算プログラムによる超伝導機構解明の解析結果を国際会議にて発表する予定であったが、大学業務のため見送らざるを得なくなった。また、上記機構をもつ候補物質の機械学習探索を行うことで、補助事業の目的をより精緻に達することができると判断した。よって国際会議発表と物質探索を次年度に行うこととし、未使用額をその経費に充てることとした。
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| Remarks |
RESPACKは第一原理多体摂動計算ソフトウェアである。2019/2/26にヴァージョン2をリリースした。2017/07/14に公開以来，2019/05/11まででダウンロード総数1214である。
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[Journal Article] Hydrostatic pressure effects on superconducting transition of nanostructured niobium highly strained by high-pressure torsion2019
Author(s)
M. Mito, Y. Kitamura, T. Tajiri, K. Nakamura, R. Shiraishi, K. Ogata, H. Deguchi, T. Yamaguchi, N. Takeshita, T. Nishizaki, K. Edalati, Z. Horita
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Journal Title
Journal of Applied Physics
Volume: 125
Pages: 125901/1-13
DOI
Peer Reviewed
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