第一原理波動関数理論に基づく強相関電子系の近・遠距離相関の統一的記述

• 研究課題/領域番号: 15K17724
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 越智 正之 大阪大学, 理学研究科, 助教 (10734353)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 第一原理計算 / 波動関数理論 / 強相関電子系 / 理論手法開発 / 遷移金属酸化物 / 計算手法開発

研究成果の概要

本研究計画は、固体の電子状態を精度よく記述するための新しい理論体系の開発と適用をおこなったものである。そこでは波動関数理論という枠組みを用いることで、従来の理論では記述の難しかった電子相関効果（電子間の避けあいの平均的記述から外れた効果）をうまく表現することを目指した。得られた研究成果として、本研究で用いた理論手法は、従来手法では精度の良い記述が困難である遷移金属酸化物の電子状態を精度よく再現できることが明らかになった。またそれを今後より広い対象に適用していくための課題も具体的な形で明らかにすることができた。

研究成果

• [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory/The Ohio State University(米国)
• [雑誌論文] DMFT Study on the Electron-hole Asymmetry of the Electron Correlation Strength in the High Tc Cuprates (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryota Mizuno, Masayuki Ochi, and Kazuhiko Kuroki
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 86 号: 11 ページ: 114706-114706
  • DOI: 10.7566/jpsj.86.114706
  • NAID: 40021377017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Localized-itinerant dichotomy and unconventional magnetism in SrRu2O6 (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Okamoto, Masayuki Ochi, Ryotaro Arita, Jiaqiang Yan, and Nandini Trivedi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-017-08503-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Correlated Band Structure of a Transition Metal Oxide ZnO Obtained from a Many-Body Wave Function Theory (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi, Ryotaro Arita, and Shinji Tsuneyuki
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 118 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevlett.118.026402
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Strain-induced topological transition in SrRu2O6 and CaOs2O6 (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi, Ryotaro Arita, Nandini Trivedi, and Satoshi Okamoto
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 93 号: 19
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.195149
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Strong Bilayer Coupling Induced by the Symmetry Breaking in the Monoclinic Phase of BiS2-Based Superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Ochi, R. Akashi, and K. Kuroki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 号: 9 ページ: 094705-094705
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.094705
  • NAID: 210000134088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital-Dependent Band Narrowing Revealed in an Extremely Correlated Hund’s Metal Emerging on the Topmost Layer of Sr2RuO4 (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kondo, M. Ochi, M. Nakayama, H. Taniguchi, S. Akebi, K. Kuroda, M. Arita, S. Sakai, H. Namatame, M. Taniguchi, Y. Maeno, R. Arita, S. Shin
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 117 号: 24 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/physrevlett.117.247001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Iterative diagonalization of the non-Hermitian transcorrelated Hamiltonian using a plane-wave basis set: Application to sp-electron systems with deep core states (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi, Yoshiyuki Yamamoto, Ryotaro Arita, and Shinji Tsuneyuki
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 巻: 144 号: 10
  • DOI: 10.1063/1.4943117
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Transcorrelated method applied to solid-state calculations (2018)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi
  • 学会等名: International Workshop on Massively Parallel Programming for Quantum Chemistry and Physics 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 第一原理波動関数理論の固体電子状態計算への展開 (2018)
  • 著者名/発表者名: 越智正之
  • 学会等名: 日本物理学会（第７３回年次大会）
  • 招待講演
• [学会発表] 第一原理波動関数理論の固体への展開：量子化学と固体電子論の融合 (2018)
  • 著者名/発表者名: 越智正之
  • 学会等名: 第15回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Sr2RuO4表面においてRuO6八面体の回転が引き起こす強相関効果：LDA+DMFTによる解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 越智正之、酒井志朗、近藤猛、有田亮太郎
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会（2017年）
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Theoretical study of SrRu2O6 and related compounds (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Okamoto, Masayuki Ochi, Ryotaro Arita, Jiaqiang Yan, and Nandini Trivedi
  • 学会等名: APS March Meeting 2017
  • 発表場所: New Orleans, Louisiana, USA
  • 年月日: 2017-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] First-principles band structure of correlated material obtained with a many-body wave function theory (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi, Ryotaro Arita, and Shinji Tsuneyuki
  • 学会等名: CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-01-18
  • 国際学会
• [学会発表] Strong correlation effects on the Sr2RuO4 surface: an LDA + DMFT analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi, Shiro Sakai, Takeshi Kondo, and Ryotaro Arita
  • 学会等名: CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-01-18
  • 国際学会
• [学会発表] Transcorrelated method applied to solid-state calculations (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi
  • 学会等名: Computational Approach to Strongly Correlated Electron Systems
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Toward accurate first-principles calculation using the wave function theory (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi
  • 学会等名: CPMD2017 Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 波動関数理論による電子相関効果の第一原理的記述 (2017)
  • 著者名/発表者名: 越智正之
  • 学会等名: 第七回「強相関電子系理論の最前線」
  • 招待講演
• [学会発表] DMFT study on the electron-hole asymmetry of the electron correlation strength in the high Tc cuprates (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryota Mizuno, Masayuki Ochi, and Kazuhiko Kuroki
  • 学会等名: 28th International Conference on Low Temperature Physics
  • 国際学会
• [学会発表] 平面波基底トランスコリレイティッド法の固体ZnOへの適用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 越智正之、有田亮太郎、常行真司
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Accurate band structure of wurtzite ZnO calculated with the bi-orthogonal transcorrelated method (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi, Ryotaro Arita, and Shinji Tsuneyuki
  • 学会等名: International Symposium on New Horizons in Condensed Matter Physics
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-06-18
  • 国際学会
• [学会発表] LaO0.5F0.5BiS2超伝導体高圧相における電子状態の第一原理的解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 越智正之、明石遼介、黒木和彦
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Block Davidson法を用いた平面波基底Transcorrelated法の固体への適用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 越智正之、山本良幸、有田亮太郎、常行真司
  • 学会等名: 第6回CMSI研究会（HPCI戦略プログラム分野2最終報告会）
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-12-07
• [学会発表] Impact of core electrons on the band structures calculated with the transcorrelated method (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Ochi, Yoshiyuki Yamamoto, Ryotaro Arita, and Shinji Tsuneyuki
  • 学会等名: Psi_k Conference 2015
  • 発表場所: San Sebastian (Spain)
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会