2020 Fiscal Year Research-status Report
超伝導密度汎関数理論とマテリアルズインフォマティクスによる超伝導物質探索
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20K15012
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
河村 光晶 東京大学, 物性研究所, 助教 (30760574)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超伝導密度汎関数理論 / 電子フォノン相互作用 / スピン揺らぎ / スピン軌道相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピン揺らぎ及びスピン軌道相互作用を同時に取り扱う表式を導出し、それを用いて40種の単体金属系における超伝導密度汎関数理論(SCDFT)の精度検証を行った。その結果(1)スピン揺らぎは一様にTcを下げており、典型元素よりも遷移元素でその効果が大きい。また3d>4d>5dの順に小さくなる。(2)スピン軌道相互作用の効果はほとんどの元素で小さいが、Pb,、Reではその影響によりせいどが改善する。スピン軌道相互作用の効果は一様ではなく、Tcを上げる場合も下げる場合もある。(3)アルカリ(土類)元素と貴金属元素の非超伝導性を再現した。またScではスピン揺らぎを考慮したときのみ非超伝導が再現された。(4)Vに対してはTcを過小評価した。これはスピン揺らぎの計算に用いた汎関数の精度に起因すると考えられる。またZn、CdではTcを過大評価した。こちらの理由は現時点では説明がつかない。
また、ベイズ最適化の予備研究として、フェルミ面上での状態密度の大きな物質の探索を行った。先行研究で使われている記述子をそのまま採用し(a)原子当たり体積(b)原子当たり価電子数の平均値と分散(c)d電子数の平均値と分散(d)最小原子間距離(e)周期の平均値と分散(f)それらの積、とした。結果としては状態密度の大きな物質を早く探索出来てはいるが、回帰が精度良く行われていないという事が分かった。
この状態密度の計算結果は、この次の段階のバーチャルスクリーニングでも利用する。
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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
精度検証の結果は論文として出版されており、またいくつかの研究会で発表を行った。実際の新規超伝導体探索に進みつつコードの改良を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はまず状態密度の大きな物質群に対象を絞り、狭い範囲でバーチャルスクリーニングを行う。また、同時に回帰モデルの構築を制限された探索対象内で行い。その妥当性や改善点を調べる。
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| Causes of Carryover |
Covid19パンデミックの影響で旅費支出が減少したため。
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