2019 Fiscal Year Research-status Report
第一原理計算に基づく多面的なアプローチによる超伝導物質探索
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18K03442
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
是常 隆 東北大学, 理学研究科, 准教授 (90391953)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 第一原理計算 / 物質探索 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Eliashberg方程式を用いた超伝導転移温度の評価手法の適用として、近年、硫化水素を上回る超伝導転移温度を持つことが実験的に確認されたLaH10を対象とした研究を行った。その結果、この物質はフォノンの非調和項の寄与によって構造が安定化していることが分かった。これは、量子効果によって、対称性の低い古典的な局所安定構造より、対称性のよい構造が安定化していると理解することができる。さらに、超伝導転移温度の計算を行うと、この非調和成分を考慮することにより超伝導転移温度が高くなり、実験的な転移温度を定量的に再現できることが明らかになった。このようにLaH10においてフォノンの非調和項が構造と高い転移温度の二つの面で決定的に重要な役割を果たしていることが分かった。これは、水素化合物において高い転移温度を持つ物質を探索する際、非調和項の効果を無視できないことを示唆している。今後、この成果をもとに、フォノンの非調和項を取り込んだ水素化合物の室温超伝導体探索を進められればと考えている。
また、Eliashberg方程式を効率よく解く手法の開発も進めている。これにより、水素化合物のような高温超伝導体のみならず、低温で超伝導を示す物質についても完全に第一原理的にEliashberg方程式から超伝導転移温度を決めることが可能になる。現在、虚時間方向を効率よく表現する手法を用いたEliashberg方程式の解析手法を実装し、低温で超伝導転移を示す金属元素への適用を進めているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
LaH10の研究において、国際共同研究を展開することにより、迅速に研究を進めることができ、その結果、フォノンの非調和項の重要性を示すという当初予想していなかった重要な成果をあげることができた。
また、Eliashberg方程式を用いた手法開発についても計画通り研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Eliashberg方程式を解く手法開発を推し進め、金属元素などの低温での超伝導体の計算を行う。特に、プラズモンの効果などを考慮した計算を進めていきたい。さらに、物質探索を念頭においた、ハイスループット計算への展開も視野に入れている。
また、フォノンの非調和効果を利用した高温超伝導体の探索も行う。
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| Causes of Carryover |
出張予定の学会が中止となったため。次年度学会が開催されれば参加を予定している。
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