2021 Fiscal Year Research-status Report
高性能計算統計による物性実験データからの情報抽出と計測デザイン
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20K20522
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
大槻 純也 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (60513877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中西 義典 同志社大学, 文化情報学部, 准教授 (00767296)
吉見 一慶 東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (10586910)
横谷 尚睦 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (90311646)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 計算統計 / コンプトン散乱 / フェルミオロジー / 圧縮センシング / データ科学 / 角度分解光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、物性実験から物理情報を抽出するため、高性能計算統計の方法論に基づく新しい解析手法を確立すること、また、その解析結果を実験にフィードバックさせた高効率な実験計画法を提案することである。この目的の達成に向けて、本年度は以下の研究を実施した。
(1) X線を物質に照射した際に起こるコンプトン散乱のデータは、物質中の電子の運動量分布の情報を持っている。このデータは運動量分布を散乱軸に射影したものに対応するため、運動量分布そのものを得るには、コンピュータ画像診断法（CT）と同様の再構成が必要となる。しかし、測定で得られる情報が十分でないため、1次元データから3次元の運動量分布を再構成することは困難である。この問題に対して圧縮センシングを応用することで、新しい運動量分布再構成法を考案した。リチウム金属に対する第一原理計算データを用いた検証を行い、この新しい方法により、これまでよりも精度よく運動量分布を再構成できることを確認した。この成果は、電子のフェルミ面測定としてはそれほど応用されてこなかったコンプトン散乱の応用を広げるものである。
(2) 成果(1)の方法論を実際の実験データに応用してその有用性を検証するため、実験研究者と議論を進めている。計算プログラムをより広範な実験データに応用するため、プログラムのインターフェースとマニュアルの整備を行った。
(3) 角度分解光電子分光（ARPES）の実験データから計算統計の方法によって情報を抽出する新しい方法論について、前年度に引き続き議論を行った。ARPESスペクトルからバンド計算等の結果を使わずにエネルギー分散を導く「エネルギー分散決定法」の定式化について、より詳細な検証を行った。
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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
当初の計画にはなかったコンプトン散乱データから3次元運動量分布を再構成する新しい方法論に関して、全ての検証計算データが揃い、論文投稿目前の状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
コンプトン散乱に関する新しい方法論に関して、実験研究者と協力して、実際の実験データに応用し、方法の有用性を検証する。角度分解光電子分光データに対する新しい方法論に関しては、検証計算に進む。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症の影響でほとんどの学会や出張が中止になったため、繰り越しの必要が生じた。繰越額は翌年度分の助成金と合わせて、出張旅費および計算機や実験消耗品の購入に充てる計画である。
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[Presentation] ハーフメタル候補物質CoS2における巨大スピン依存電子相関2022
Author(s)
藤原弘和, 寺嶋健成, 大槻純也, 竹森那由多, H. O. Jeschke, 脇田高徳, 矢野佑幸, 細田渉, 片岡範行, 照屋淳志, 垣花将司, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦, 矢治光一郎, 原沢あゆみ, 黒田健太, 辛埴, 堀場弘司, 組頭広志, 村岡祐治, 横谷尚睦
Organizer
日本物理学会 第77回年次大会（オンライン開催）
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[Presentation] Pb置換La(O,F)BiS2超伝導体における電子状態の温度依存性2022
Author(s)
片岡範行, Li Yajun, 瀬戸口太朗, 出村郷志, 坂田英明, 川崎郁斗, 藤森伸一, 田中清尚, 脇田高徳, 村岡祐治, 横谷尚睦
Organizer
日本物理学会 第77回年次大会（オンライン開催）
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[Presentation] Local structure study of Sn-substituted La(O,F)BiS2 superconductor using photoelectron holography2021
Author(s)
Y.J. Li, Z.X. Sun, N. Kataoka, T. Setoguchi, S. Takeuchi, Y. Hashimoto, T. Muro, S. Demura, K. Noguchi, H. Sakata, Y. Muraoka, T. Matsushita, T. Yokoya, "
Organizer
Material Research Meeting 2021, Yokohama, Japan, Hybrid 開催
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[Presentation] Photoelectron holography study of Sn-substituted La(O,F)BiS2 superconductor2021
Author(s)
Y.J. Li, Z.X. Sun, N. Kataoka, S. Takeuchi, T. Setoguchi, Y. Hashimoto, T. Muro, S. Demurra, K. Noguchi, H. Sakata, T. Matsushita, Y. Muraoka, T. Yokoya
Organizer
日本物理学会 2021年秋季大会（オンライン開催）
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[Presentation] Photoelectron holography of Sn-substituted La(O,F)BiS2 superconductor(II)2021
Author(s)
Y.J. Li, Z.X. Sun, N. Kataoka, S. Takeuchi, T. Setoguchi, Y. Hashimoto, T. Muro, S. Demurra, K. Noguchi, H. Sakata, T. Matsushita, Y. Muraoka, T. Yokoya
Organizer
日本物理学会 2021年秋季大会（オンライン開催）
