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Building of a first-principles and many body model simulation system for serching spin-fluctuation-mediated superconducting materials

Research Project

Project/Area Number 16K21175
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Computational science
Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

SAKAKIBARA Hirofumi  鳥取大学, 工学研究科, 助教 (20734354)

Research Collaborator KOTANI takao  
KUROKI kazuhiko  
KINO hiori  
HAN M. J.  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords第一原理バンド計算 / 電子間相互作用 / ハバード模型 / 超伝導 / 磁性 / 物質探索 / 電子相関 / ハバードモデル / スピン揺らぎ / ダウンフォールディング / 電荷の揺らぎ / RPA / model-mapped RPA / constrained RPA / 第一原理計算 / モデル計算 / 遮蔽されたクーロン相互作用 / 超伝導現象 / 揺らぎ交換近似 / 銅酸化物高温超伝導体 / クーロン相互作用 / 物質設計 / 物性物理学 / 高温超伝導 / 相転移
Outline of Final Research Achievements

First-principles is a method for evaluating electronic structure of materials based only on the physical principles. I built a new method to derive model parameters of Hubbard-type models, which realistically describe effects of electron interaction especially effective for magnetism and superconductivity. I named the method model-mapped random phase approximation (mRPA). Based on mRPA, I evaluated superconducting critical temperature of two cuprate high-temperature superconductors La2CuO4 and HgBa2CuO4 numerically. Numerical results are consistent with experimental observations. Therefore, we can predict a new superconducting material based on mRPA, in principle.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超伝導現象とは、低温で電気抵抗が完全に0になる現象である。超伝導現象を上手く応用できれば、電気が関わる多くのエネルギー問題が解決する可能性がある。本研究は、未だ発見されていない超伝導物質を、実際の物質合成・測定実験をせずとも、数値計算によって発見する事を最終目標としている。そのためには、存在し得る全ての物質に対して、同一の評価方法に基づいて超伝導の性質を評価する必要がある。本研究の成果として、電子の状態を物理法則のみに基づいて計算できる極めて客観的な方法(=第一原理バンド計算)に基づき、超伝導の性質を評価するシステムが構築できた。この成果は今後、社会に貢献する可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] KAIST(韓国)

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      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] KAIST(韓国)

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      2016 Research-status Report
  • [Journal Article] Model-Mapped RPA for Determining the Effective Coulomb Interaction2017

    • Author(s)
      H. Sakakibara, S.-W. Jang, H. Kino, M.-J. Han, K. Kuroki, T. Kotani
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 86 Issue: 4 Pages: 044714-044714

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.044714

    • NAID

      120006724714

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct theoretical evidence for weaker correlations in electron-doped and Hg-based hole-doped cuprates2016

    • Author(s)
      S.-W. Jang, H. Sakakibara, H. Kino, T. Kotani, K. Kuroki, M.-J. Han
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 33397-33397

    • DOI

      10.1038/srep33397

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] オフサイト相互作用パラメータを含む拡張ハバード模型の第一原理計算による導出2019

    • Author(s)
      榊原寛史、小谷岳生
    • Organizer
      日本物理学会74年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] モデルマップRPA法の開発と多軌道系への適用2018

    • Author(s)
      榊原寛史
    • Organizer
      物性研究所スパコン共同利用・CCMS 合同研究会-計算物質科学の今と未来
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多軌道ハバード模型における相互作用パラメータの第一原理的導出方法:mRPA法及びcRPA法の比較2018

    • Author(s)
      榊原寛史、小谷岳生
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] mRPA法の多軌道ハバード模型への拡張2018

    • Author(s)
      榊原寛史、S.W. Jang、 木野日織、 Myung Joon Han、 黒木和彦、小谷岳生
    • Organizer
      電子相関が生み出す新規な秩序と超伝導現象:トポロジー、液晶状態、 動的現象
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Model- mapped RPA to determine a model Hamiltonian from first-principles2018

    • Author(s)
      H. Sakakibara, S.W. Jang, H. Kino, M.J. Han, K. Kuroki, T. Kotani
    • Organizer
      International Conference on Magnetism(ICM2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Model mapped RPA: first- principles method to determine a Hubbard model Hamiltonian2018

    • Author(s)
      H. Sakakibara, S.W. Jang, M.J. Han, T. Kotani
    • Organizer
      The 21st asian workshop on first-principles electronic structure calculations
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] mRPA法による多軌道相互作用パラメータの導出及びそれを用いた超伝導物質の解析2018

    • Author(s)
      榊原寛史
    • Organizer
      日本物理学会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] mRPA法による超伝導物質の ハバード型相互作用の評価2018

    • Author(s)
      榊原寛史
    • Organizer
      つくば-柏-本郷 超伝導かけはしプロジェクト ワークショップ
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 第一原理低エネルギーモデル導出のためのModel-mapped RPA法の提案2016

    • Author(s)
      榊原寛史
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市角間町)
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      2016 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/site/myungjoonhan/Home/publication

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      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-01-27  

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