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二成分密度汎関数法を用いた固体表面における陽電子状態の第一原理的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J09076
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅰ(理論)
研究機関東京理科大学

研究代表者

萩原 聡  東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード陽電子 / 第一原理計算 / 表面・界面 / 密度汎関数法
研究実績の概要

固体表面における陽電子状態を明らかにすべく、1. リチウムや酸素を吸着した鉄(001)表面における陽電子状態、2. ルチル型二酸化チタン表面における陽電子状態を、二成分密度汎関数法を用いて解析した。以下ではその成果について述べる。
1. の解析の結果、スピンに依存する陽電子寿命は、磁性体表面第一原子層の磁化の変化に対して強い相関を示した。これは、表面に束縛された陽電子が固体表面第一層から真空側に分布するため、陽電子が固体最表面の電子を見ながら対消滅したためである。このため、表面に束縛される陽電子のスピンに依存した陽電子寿命を通して、表面の磁化に関する情報が得られることが期待される。本成果は国内外の学会及び投稿論文として発表を行った。
2. の研究のモチベーションは、二酸化チタン表面に陽電子を入射することで、表面から一価の酸素正イオンが脱離する現象に、表面における陽電子の挙動が関連する点にある。この脱離模型として、表面に捕獲された陽電子が表面原子の内殻電子と対消滅を起こした結果、イオン脱離が起こると考えられてきた。しかし、これまでに二酸化チタン表面と陽電子の相互作用を詳細に調べた報告はない。そのため、陽電子と二酸化チタン表面の微視的な相互作用の理解を目的とし、二成分密度汎関数法による解析を行った。数値解析の結果、固体表面の陽電子は数パーセントの確率で内殻電子と対消滅を起こすことが明らかになった。本研究成果は国内の学会で発表を行い、今後投稿論文として発表を行う予定である。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Positron States at Li- and O-adsorbed Fe(001) Ferromagnetic Surfaces Studied by Two-Component Density Functional Theory2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hagiwara, and Kazuyuki Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 11 ページ: 1147031-6

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.114703

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 二成分密度汎関数法によるルチル型TiO2表面の陽電子状態の研究2017

    • 著者名/発表者名
      萩原聡 渡辺一之
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A first-principles study on spin-polarized lifetime of positron at Li and O adsorbed Fe(001) surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hagiwara and Kazuyuki Watanabe
    • 学会等名
      14th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques and Applications
    • 発表場所
      島根県松江市くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Positron States at Li- and O-adsorbed Fe(100) Surfaces Studied by Two-Component Density Functional Theory2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hagiwara and Kazuyuki Watanabe
    • 学会等名
      The 19th Asian workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      D-Link Hall, B001, Science Building III, National Chiao Tung University, Taiwan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルチル型二酸化チタン表面の陽電子状態計算2016

    • 著者名/発表者名
      萩原聡 渡辺一之
    • 学会等名
      京大原子炉専門研究会「陽電子科学とその理工学への応用」
    • 発表場所
      大阪府熊取市京都大学原子炉実験所
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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