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グリーン関数法による電子状態計算の統一的手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11640348
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関大阪大学

研究代表者

赤井 久純  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70124873)

研究分担者 平井 國友  奈良県立医科大学, 医学部, 助教授 (60156627)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードKKR法 / KKR-CPA-LDA法 / 超格子 / スピントロニクス / 不規則合金・混晶 / キャリア誘起強磁性 / 第一原理計算 / 計算機ナノマテリアルデザイン / 希薄磁性半導体 / スピン密度波
研究概要

グリーン関数法を用いた電子状態計算方法のパッケージを開発し、基本的なアイデアを記載したテキストとマニュアルを作成した.パッケージのWEB上での公開の準備が進んでいる.ナノスピントロニクス,ナノ構造磁性,希薄磁性半導体などにおいては超構造,不規則性,ドーピング効果が重要であるという点で,多くの場合に.従来のバンド計算では困難がともなう.グリーン関数法はこのような系にも問題なく適用されることから期待を集めている.KKRパッケージおよびKKR-CPA-LDAパッケージを整備することによって
・希薄磁性半導体混晶,希薄磁性半導体超格子の電子状態をKKR-CPA法および密度汎関数法の局所近似にもとづいて第一原理的に計算した.この系は超格子であり,かつ上向きおよび下向き局所磁気モーメントをもつ2種類のMn原子とドーピング効果を得るための種々の不純物原子が入った不規則混晶,合金である.このような現実的な系に対しても問題なくKKR-CPA-LDAパッケージを適用することに成功した.
・Cr/Fe超格子の電子状態と磁性をKKRパッケージを用いて計算した.特に,並列化を行って,高速計算を可能にした.ベクトル化による加速と相まって10ノードの並列化の結果全体として約300倍の加速を達成することができた.
・パイライト型遷移金属カルコゲナイド合金の電子状態をKKR-CPA-LDAパッケージを用いて計算した.非稠密構造をもつ系の電子状態を計算するために,以下の拡張を行った.非稠密構造も多数の小さな空孔原子球を隙間につめることによって原理的には正確な計算ができる.しかし多数の空孔原子球を導入することは計算規模の急激な膨大化を招く.この点を克服するために,大幅なコードを変更を行い,その結果小さな空孔原子球についてはs状態のみを考慮することとし,これによって20〜40個程度の空孔原子球を単位胞に含んでもも計算時間が大きく増えることのないようにした.これによって,これまで格子定数などを決めることのできなかった遷移金属カルコゲナイド合金を,フルポテンシャル法と同程度の正確さで扱えるようになった.

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] P.Entel: "Understanding iron and its alloys from first principles"Phil.Mag.B. 80. 141-153 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [文献書誌] H.Akai: "Electronic structure of diluted magnetic semiconductors and its superlattices"J.Phys.Soc.Jpn Suppl.. 69. 119-124 (2000)

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  • [文献書誌] P.Entel: "Collinear and noncollineae magnetism in transition-metal alloys"J.Phys.Soc.Jpn Suppl.. 69. 112-118 (2000)

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  • [文献書誌] Ph.Kurz: "Three-Dimensional Spin Structure on a Two-Dimensional Lattice : Mn/Cu(111)"Phys.Rev.Lett.. 86. 1106-1109 (2000)

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  • [文献書誌] K.Hirai: "Large-Scale KKR Calculation for Metallic Superlattices"Prog.Theor.Phys.Supple.. 138. 119-121 (2000)

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  • [文献書誌] T.Kamatani: "Electronic structures of superlattices of II-VI/III-V dilutedsemiconductors"Physica E. 10(in press). (2001)

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  • [文献書誌] H.Akai and T.Kotani: "Theory of hyperfine interaction in Iron"Hyperfine Interactions. 120-121. 3-11 (1999)

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  • [文献書誌] K.Matsuta, T.Onishi, M.Fukuda, T.Minamisono, H.Akai et al.: "Electromagnetic moments of short lived_emitters 21F, 23Mg, 27Si and 31Ca"Hyperfine Interactions. 120-121. 673-677 (1999)

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  • [文献書誌] K.Matsuta, T.Minamisono, M.Tanigaki, T.Onishi, M.Fukuda, M.Mihara, H.Akai et al.: "Knight shifts for shourt-lived _emitters in Pt"Hyperfine Interactions. 120-121. 719-723 (1999)

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  • [文献書誌] K.Sato, H.Akai, Y.Maruyama, T.Minamisono, K.Matsuta, M.Fukudaand M.Mihara: "Ab initio calculations of electric field gradients detected by impurities in TiO_2, Al_2O_3 and CaCO_3"Hyperfine Interactions. 120-121. 145-149 (1999)

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  • [文献書誌] T.Yamaguchi, K.Sato, C.Ha, A.Morishita, K.Tanaka, T.Miyake, M.Sasaki, K.Minamisono, H.Akai et al.: "Sign of the quatrupole moment of proton drip-line nucleus ^&B"Hyperfine Interactions. 120-121. 689-694 (1999)

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  • [文献書誌] P.Entel, H.C.Herper, E.Hoffmann, G.Nepecks, E.F.Wassermann, M.Acet, V.Crisan and H.Akai: "Understanding iron and its alloys from first principles"Phil.Mag.B. 80. 141-153 (2000)

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  • [文献書誌] H.Akai, T.Kamatani and S.Watanabe: "Electronic structure of diluted magnetic semiconductors and their superlattices"J.Phys.Soc.Jpn Suppl.. 69. 119-124 (2000)

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  • [文献書誌] P.Entel, E.Hoffmann, H.C.Herper, E.F.Wassermann, V.Chrisan, H.Ebert and H.Akai: "Collinear and noncollineae magnetism in transition-metal alloys"J.Phys.Soc.Jpn Suppl.. 69. 112-118 (2000)

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  • [文献書誌] V.Crisan, H.Ebert, P.Entel and H.Akai: "Electronic properties of Cu-Zn-Al alloys"Computational Materials Science. 17. 151-155 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirai: "Large-Scale KKR Calculation for Metallic Superlattices"Prog.Theor.Phys.Supple.. 138. 119-121 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kamatani and H.Akai: "Electronic structures of superlattices of II-VI/III-V dilutedsemiconductors"Physica E. 10(in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ph.Kurz, G.Bihlmayer, K.Hirai, and S.Buegel: "Three-Dimensional Spin Structure on a Two-Dimensional Lattice : Mn/Cu(111)"Phys.Rev.Lett.. 86. 1106-1109 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ph.Kurz, G.Bihlmayer, S.Bluegel, K.Hiral, and T.Asada.: "Comment on "Ultrathin Mn Films on Cu(111) Substrates : Frustrated Antiferromagnetic Order""Phys.Rev.B. 63. 0964011-4 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirai: "Spin-Density-Wave Order and Interlayer Magnetic Coupling in Fe/Cr Superlattices"J.Phys.Soc.Japan. 70(in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Crissan, H.Ebert, P.Entel and H.Akai: "A first-principles study of the phase stability in the ternary Hume-Routhry alloy system Cu-Zn-Al"Phys.Rev.B. (to appear). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Crisan, P.Entel, H.Ebet, H.Akai, D.D.Johnson and J.B.Staunton: "A first-principles theory for Fe-(Ni, Co, Pt) invar alloys"Phy.Rev.B.. (to appear). (2001)

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  • [文献書誌] K.Hirai: "First-Principles Study of Spin Density Wave in Chromium Multilayers"J.Magn.& Magn.Mat.. (to appear). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.Entel: "Understanding iron and its alloys from first principles"Phil. Mag. B. 80. 141-153 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Akai: "Electronic structure of diluted magnetic semiconductors and its superlattices"J. Phys. Soc. Jpn Suppl. . 69. 119-124 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] P.Entel: "Collinear and noncollineae magnetism in transition-metal alloys"J. Phys. Soc. Jpn Suppl. . 69. 112-118 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ph.Kurz: "Three-Dimensional Spin Structure on a Two-Dimensional Lattice : Mn/Cu (111) "Phys. Rev. Lett. . 86. 1106-1109 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirai: "Large-Scale KKR Calculation for Metallic Superlattices"Prog. Theor. Phys. Supple. . 138. 119-121 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kamatani: "Electronic structures of superlattices of II-VI/III-V dilutedsemiconductors"Physica E (in press) . 10. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Akai: "Theory of hyperfine fields in iron"Hyperfine Interactions. 120-121. 3-11 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] P.Entel: "Understanding iron and its alloys from first principles"Phil.Mag.B. 80. 141-153 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Akai: "Electronic structure of diluted magnetic semiconductors and its superlattices"J.Phys.Soc.Jpn. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] P.Entel: "Collinear and noncollineae magnetism in transition-metal alloys"J.Phys.Soc.Jpn. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirai: "First-Principles Calculation for Spin-Density Wave in Fe/Cr Multilayers"J.Magn.Magn.Mater.. 198-199. 525-527 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirai: "Large-Scale KKR Calculation for Metallic Superlattices"Prog.Theor.Phys.Supple.. (印刷中). (2000)

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      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2020-05-15  

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