2018 Fiscal Year Research-status Report
QSGW法を基にした第一原理多体摂動理論によるフォノン物性の予測
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17K05499
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
小谷 岳生 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60283826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榊原 寛史 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (20734354)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | フォノン / 第一原理計算 / 手法開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度の研究に置いてLDAレベルでのフォノン計算において半導体C,Si,GeにおいてLDAの交換相関項(fxc項)が構造の安定性に不可欠であることを見い出していたが,これを過去文献を調べるなどして理論的に検討し,ｆｘｃ項は1960年代に開発されたフィリップらによる結合電子の古典的なボンド電荷モデルにおいて必須な項と対応していることを見出した.閃亜鉛型構造は原子核を中心としたハートリー的な静電相互作用のみでは安定化しないのである.
さらに平成29年度に開発したこのfxc項を入れての計算をチェックした上で,Si,Geなどで見出されているフォノン計算の数値誤差を補正するための項(とくに基応答の項)に関す文献調査を行った.結果,その項は他の理論的な数値計算の文脈において解析され数式化されていることが判明した.それで,この数式を修正して用いることでこの数値誤差の補正は計算可能であろうとの結論に達し,まずは,そのコード開発のための詳細なノートを作成した.技術的には球面調和関数の原子が移動する際の原子核近傍での静電場の変化を正確に記述する必要があるのだが,これは研究計画において当初想定していた混合積基底を単純に用いる方法では記述できない.これはいくらかプログラミングが厄介な項であり,私の独自開発しているパッケージ自体のモジュール化の整備もおこないつつ実装していく必要があることを認識させられた.それで,その作業をかなりすすめた.また,同時並行的に,プログラミングもある程度すすめたが,まだ全体テストには至らない段階である.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
計画当初のアイデアは「RPAによるスクリーンされた交換相互作用」で原子核間の力(そしてフォノン)はおよそ十分な精度で計算できるであろう,と考えていた.しかし以下の二点に置いて間違っていたことが判明した.
1.交換相関項までいれないとその計算は不可能であり,その実装に時間がかかった.
2.またさらには最初想定してなかった基底応答の項をいれないと満足な数値的な結果が得られない.
それで,いまだにダイヤモンドでのみでしか,十分な精度でのフォノン計算ができていない状況である.
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| Strategy for Future Research Activity |
基底応答項のノートは作成しており,これを実装しテストしていく.まずはフォノン計算を可能にしていく.
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| Causes of Carryover |
残額に相当する必要物品がなく、次年度に有効に使用したいため。
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