2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of theories for strongly correlated materials design
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21H01041
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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) |
野村 悠祐 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (20793756)
品岡 寛 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (40773023)
吉見 一慶 東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (10586910)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 動的平均場法 / 磁性 / 第一原理計算 / 多極子秩序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、磁性や超伝導などの機能物性を第一原理的に記述する実用的な理論の構築を目指して、動的平均場法（DMFT法）によって強相関効果を考慮した第一原理計算法（DFT+DMFT法）の発展とその応用に取り組む。全研究期間を通した研究計画は、DFT+DMFT法に関連した理論構築とその適用範囲を検証する“基礎”と適用限界の範囲で強相関化合物の物質設計に応用する“応用”に分かれる。本年度は基礎に関する以下の課題に取り組んだ。
化合物の磁性、あるいは一般に多極子秩序を理論計算により調べるためには、波数依存した感受率を計算する必要がある。DFT+DMFT法では、波数依存感受率はベーテ・サルピータ方程式と呼ばれる方程式を解くことで得られる。しかし、感受率はスピン・軌道自由度の添え字を4つ有するため、強相関系の舞台であるd軌道系やf軌道系でこの方程式を解くこは簡単ではない。特に、f軌道に応用するためには、適切な近似による計算量の削減と得られた多極子感受率（4階のテンソル量）の解析法の確立が必要である。
本研究では、多極子秩序の研究でもっともよく調べられているf電子系化合物CeB6を対象として、DFT+DMFT法による電子構造および多極子感受率の計算を行い、検証を行った。その結果、実験と矛盾のない波数依存感受率を得ることができた。この最終的な結果を得る過程において、相互作用に関するdouble counting correctionに関して重要な知見が得られた。この結果は、今後、DFT+DMFT法を様々なf電子系化合物に応用していく際に重要な指針となる。
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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
動的平均場法に基づいた多極子秩序の計算に関して、典型物質であるCeB6の実験を再現することができた。この研究の過程で得られたdouble counting correctionに関する知見は、DFT+DMFT法をより広範な物質群に応用していく際に重要なものになると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
CeB6を対象とした動的平均場法に基づく多極子秩序の計算に関して論文にまとめて投稿する。この知見をもとに、次年度は、他のf電子系化合物にも応用する。また、強相関超伝導を扱うための簡易計算公式の構築にも取り組んでいく。
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Research Products
(41 results)
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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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