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高圧下等環境下の分子性導体の第一原理計算、及びそれに基づく諸物性の理論的予測

研究課題

研究課題/領域番号 16038227
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

宮崎 剛  独立行政法人物質・材料研究機構, 計算材料科学研究センター, 主任研究員 (50354147)

研究分担者 木野 日織  独立行政法人物質・材料研究機構, 計算材料科学研究センター, 主任研究員 (70282605)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード有機超伝導体 / 圧力効果 / 第一原理計算 / 構造最適化 / 密度汎関数法 / FLEX近似 / 有機伝導体 / 分子性導体
研究概要

本研究では、密度汎関数法にもとづく第一原理電子状態計算を精度良く行うことによって、興味深い圧力効果を示すβ'-(BEDT-TTF)_2ICl_2等の分子性固体に対して、超高圧下や一軸性圧力下の結晶構造(格子定数、内部座標)、バンド構造を理論的に再現、予測することを行う。
本年度はまず、昨年度に得られたβ'-(BEDT-TTF)_2AuCl_2とβ'-(BEDT-TTF)_2ICl_2の電子状態に対する圧力効果の違いが何から生じているのかの解析を行った。また、第一原理計算で得られたAuCl_2塩の圧力下のバンド構造を再現するTight Bindingモデルを構築し、それに対してスピン揺らぎに基づく理論解析を行うことにより、AuCl_2塩ではICl_2塩とは異なり、超伝導状態が安定化されないことを示した。さらに、ICl_2塩に対しては、圧力下の構造に対して、スピンを考慮した第一原理計算を行うことにより、反強磁性状態が安定して得られること、また有限のバンドギャップが常圧下の構造に対しては得られるが、圧力をかけることによってギャップが減少し、8GPa程度で消失するという結果を得た。
さらに、本年度はα-(BEDT-TTF)_2I_3の常圧下と一軸圧力下の構造と電子状態に対する詳細な第一原理計算を行った。一軸性圧縮による電子状態の変化はa軸圧縮とb軸圧縮で異なること、温度の違いによる格子の違いから生じる電子状態の差を明らかにすると共に、Dirac Coneと呼ばれる特異な電子状態の存在を第一原理計算から確認した。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (17件)

  • [雑誌論文] First-principles study of the pressure effects on β' -(BEDT-TTF) 2AuCl22006

    • 著者名/発表者名
      T.Miyazaki, H.Kino
    • 雑誌名

      Physical Review B 73・3

      ページ: 35107-35107

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] First-Principles Study of Electronic Structure in α-(BEDT-TTF) 2I3 at Ambient Pressure and with Uniaxial Strain2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kino, T.Miyazaki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 75・3

      ページ: 34704-34704

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Efficient projector expansion for the ab initio LCAO method2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ozaki, H.Kino
    • 雑誌名

      Physical Review B 72・4

      ページ: 45121-45121

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical study of electron transport properties of an organic molecule2005

    • 著者名/発表者名
      J.Nara, W.T.Geng, H.Kino, N.Kobayashi, T.Ohno
    • 雑誌名

      Materials Science-Poland 23

      ページ: 383-383

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport properties of carbon nanotubes encapsulating C-60 and related materials2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kondo, H.Kino, T.Ohno
    • 雑誌名

      Physical Review B 71・11

      ページ: 115413-115413

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] MgO表面上のAu_n微粒子に対する第一原理計算2005

    • 著者名/発表者名
      呉東和, 宮崎剛, 大野隆央
    • 雑誌名

      表面物理 26・10

      ページ: 604-610

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Large-scale ab-initio calculations2005

    • 著者名/発表者名
      T.Miyazaki, R.Choudhury, D.R.Bowler, M.J.Gillan
    • 雑誌名

      Proc.of 3rd Int.Conf.on Comput.Mode.and Simul.of Materials (ed. P.Vincenzini.)(Techna Group, Faenza, Italy) 42

      ページ: 3-12

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Possible Origin of Carrier Doping into DNA2004

    • 著者名/発表者名
      Hiori Kino
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73(8)

      ページ: 2089-2092

    • NAID

      110001954941

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Variationally optimized basis orbitals for biological molecules2004

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Ozaki
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 121

      ページ: 10879-10888

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic force algorithms in density functional theory electronic-structure techniques based on local orbitals2004

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Miyazaki
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 121

      ページ: 6186-6194

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical atomic basis orbitals from H to Kr2004

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Ozaki
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

      ページ: 195113-195113

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport Properties of Carbon Nanotubes Encapsulating Fullerenes2004

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Kondo
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 464-465

      ページ: 342-345

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase diagram of beta-BEDT-TTF2ICl2 under high pressure based on the first-principles electronic structure2004

    • 著者名/発表者名
      Hiori Kino
    • 雑誌名

      Proceeding of International conference on synthetic metals

      ページ: 68-68

    • NAID

      130004538531

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase diagram of beta-BEDT-TTF2ICl2 under high pressure based on the first-principles electronic structure2004

    • 著者名/発表者名
      Hiori Kino
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 73

      ページ: 25-28

    • NAID

      130004538531

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Migration-Enhanced Epitaxy of Cubic BN : An Ab Initio Study2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Koga
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Part1 43

      ページ: 4092-4100

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Epitaxial Growth of Cubic BN on Diamond : An Ab Initio Study2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Koga
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Part1 43

      ページ: 7944-7946

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magic Layer Thickness in Bi Ultrathin Films on Si(111) Surface2004

    • 著者名/発表者名
      Mineo Saito
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 237

      ページ: 80-85

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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