2020 Fiscal Year Research-status Report
有限温度磁性体の第一原理計算を応用した室温で高性能な磁気伝導材料の理論設計
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20K15017
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| Research Institution | Fukushima National College of Technology |
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Principal Investigator |
小田 洋平 福島工業高等専門学校, 一般教科, 准教授 (80751875)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 異方性磁気抵抗効果 / 異常ホール効果 / 第一原理計算 / ひずみ応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピン軌道相互作用に由来する磁気伝導現象の第一原理計算手法の確立と物質依存性の解明を目的として，2020年度は強磁性合金における異方性磁気抵抗効果の高次対称成分に関する第一原理的評価を行った．その結果，異方性磁気抵抗効果の４回対称成分は２回対称成分と比較して無視できない寄与を与えることが分かった．また異方性磁気抵抗効果の４回対称成分については，モデル計算では結晶の僅かなひずみあるいはスピン軌道相互作用の高次項の寄与によって発現すると考えられてきたが，本研究の結果によりFe-Ni合金の場合は後者が定量的に大きく効いていることを明らかにした．一方，プログラム開発においては異常ホール伝導度のフェルミ海の項の寄与を計算する機能の実装を目指していたが，不具合を解消することができず，実際の物質の異常ホール伝導度の第一原理計算に着手することができなかった．タイトバインディング線形マフィンンティン軌道法に基づくグリーン関数およびコヒーレントポテンシャル関数のエネルギー微分に関する定式化について問題があると考えている．
そのほか金属クロムの室温における高感度ひずみ応答のメカニズムに関する検討を行った．ネール温度以下の反強磁性相においては，クロムの磁性や電子状態がひずみによって敏感に変化することを明らかにした．それが電気特性にも波及することで，室温において金属クロムの抵抗が顕著なひずみ応答を示すことを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
異常ホール伝導度のプログラムを当該年度内に完成させる予定が実現できなかった点に関しては計画が少し遅れているという認識を持っている．一方で，異方性磁気抵抗効果の計算については学会発表を行い，論文も準備中であることから一定の成果は得られた．
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| Strategy for Future Research Activity |
フェルミの海の項を考慮した異常ホール伝導度の計算プログラムを本年度前半中に完成させて，ホイスラー合金やノンコリニア反強磁性体の第一原理計算に展開したい．また可能であればローカルモーメントディスオーダー理論に基づいて磁性体のスピンゆらぎを考慮したプログラムの開発に着手したいと考えている．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた主な理由は，新型コロナウイルス感染拡大の影響によって出張の機会がほとんどなくなり，旅費の支出が予定よりも少なくなったためである．また高性能ラック型計算機を調達するにあたり，他科研費との合算使用の制度の利用により物品費の支出も予定よりも少なくなっている．次年度使用額の用途については，2021年度に高性能ラック型計算機を追加で調達し，研究環境のより一層の拡充を図る予定である．
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Research Products
(2 results)
