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多体数値計算手法の革新で拓く量子界面物性

研究課題

研究課題/領域番号 16K17746
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東京大学

研究代表者

三澤 貴宏  東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (10582687)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード強相関電子系 / 高温超伝導 / 量子スピン液体 / 厳密対角化法 / 変分モンテカルロ法 / 強相関量子系 / トポロジカル物質 / 量子輸送現象 / 強相関系 / 大規模数値計算
研究成果の概要

強相関電子系を取り扱う高精度に取り扱う計算手法の開発を行い、銅酸化物高温超伝導体の界面での超伝導発現機構の解析を行った。その結果、界面ではドーピング量によらず超伝導の大きさ(超伝導転移温度)がバルク物質の場合の最適値になるという、モデルの詳細によらない普遍的な機構があることを発見した。この結果は、界面では超伝導を最適化するにあたって、ドーピング量の注意深い制御の必要がないことを意味しており、高特性超伝導を探索する研究の新しい方向性を提示した。また、開発した計算手法をオープンソースソフトウェアmVMC,HΦとして公開を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高温超伝導などの興味深い現象の舞台となっている強相関電子系を高精度に取り扱える汎用的な数値計算手法の開発を行った。開発した計算手法を用いて、銅酸化物界面での高特性高温超伝導の発現機構、量子スピン液体の有限温度物性などの解析を行った。これらの研究成果は今後の新高温超伝導体・新量子スピン液体の開発につながると期待できる。また、開発した計算手法をオープンソースソフトウェアとして公開を行い、ソフトウェアに関する講習会を開催することで、計算手法の普及活動を行った。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 9件) 備考 (6件)

  • [国際共同研究] Centre de Physique Theorique/Ecole Polytechnique(France)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] mVMC - Open-source software for many-variable variational Monte Carlo method2019

    • 著者名/発表者名
      Misawa Takahiro、Morita Satoshi、Yoshimi Kazuyoshi、Kawamura Mitsuaki、Motoyama Yuichi、Ido Kota、Ohgoe Takahiro、Imada Masatoshi、Kato Takeo
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 235 ページ: 447-462

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2018.08.014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ab initio effective Hamiltonians for cuprate superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Hirayama Motoaki、Yamaji Youhei、Misawa Takahiro、Imada Masatoshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 13 ページ: 134501-134501

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.134501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-Temperature Signatures of Spin Liquids in Frustrated Hubbard Model2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa, Youhei Yamaji
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 2 ページ: 023707-023707

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.023707

    • NAID

      210000134690

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Lattice Model Solver HPhi2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuaki Kawamuraa, Kazuyoshi Yoshimi, Takahiro Misawa, Youhei Yamaji, Synge Todo, and Naoki Kawashima
    • 雑誌名

      Computational Physics Communications

      巻: 印刷中 ページ: 180-192

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2017.04.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-optimized superconductivity attainable by interlayer phase separation at cuprate interfaces2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa, Yusuke Nomura, Silke Biermann, Masatoshi Imada
    • 雑誌名

      Science Advance

      巻: 2 号: 7

    • DOI

      10.1126/sciadv.1600664

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 変分モンテカルロ法を用いたKitaev模型の磁化過程の研究2019

    • 著者名/発表者名
      井戸康太, 三澤貴宏
    • 学会等名
      日本物理学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカルディラック電子系におけるポンピングの半量子化とスピン軌道トルク2019

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏, 野村健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variational Monte Carlo study on a magnetization process of the Kitaev honeycomb model under a magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Kota Ido and Takahiro Misawa
    • 学会等名
      APS March Meeting (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-Quantized Pumping and Spin-Orbit Torque in Topological Dirac Semimetals2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      APS March Meeting (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Applications to topological materials to spintronics2018

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏
    • 学会等名
      PCoMSシンポジウム&計算物質科学スパコン共用事業報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Applications of quantum lattice model solver HΦ to frustrated magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa
    • 学会等名
      OIST Seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Inverse Spin Hall Effect and Magnetization Switching in Topological Dirac Semimetals2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Asymmetric melting of one-third plateau in kagome quantum antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa, Yuichi Motoyama, and Youhei Yamaji
    • 学会等名
      International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多変数変分モンテカルロ法のオープンソースソフトウェアmVMCの強相関超伝導への適用2018

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏
    • 学会等名
      京都大学基礎物理学研究所研究会「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」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] mVMC - Open-source software for many-variable variational Monte Carlo method2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa (on behalf of mVMC developers)
    • 学会等名
      FOR 1807, Winter School 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Short tutorial for exact diagonalization package HΦ2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa (on behalf of HΦ developers)
    • 学会等名
      FOR 1807, Winter School 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin Pumping and Inverse Spin Hall Effect in Topological Dirac Semimetals2018

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏, 野村健太郎
    • 学会等名
      APS Marchi meeting (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トポロジカルディラック電子系のスピンホール効果を利用したスピンスイッチング2018

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏, 野村健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会 (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 強相関効果による高温超伝導発現機構2017

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏
    • 学会等名
      九州工業大学 第29回物性グループセミナー
    • 発表場所
      福岡県、北九州市、九州工業大学戸畑キャンパス
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-optimized superconductivity attainable by interlayer phase separation at cuprate interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏
    • 学会等名
      CEMS-QPEC Topical Meeting on Superconductivity under Extreme Conditions
    • 発表場所
      東京都、文京区、東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多変数変分モンテカルロ法のオープンソフトウェア mVMC の開発2017

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏
    • 学会等名
      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」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカルディラック電子系におけるスピン注入による量子輸送現象2017

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏, 野村健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル物質における量子輸送現象2017

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏
    • 学会等名
      PCoMSシンポジウム&計算物質科学スパコン共用事業報告会(2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] かごめ格子量子ハイゼンベルグ模型の有限温度磁化過程2017

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏, 本山裕一, 山地洋平
    • 学会等名
      第二回 量子スピン液体研究の新展開
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 強相関効果による高温超伝導発現機構と界面構造を利用した超伝導の制御可能性2016

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏
    • 学会等名
      第59回化合物新磁性材料専門研究会
    • 発表場所
      東京都、文京区、東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 層間相分離による銅酸化物界面での超伝導最適化機構2016

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏
    • 学会等名
      高温超伝導フォーラム
    • 発表場所
      石川県、金沢市、金沢勤労者プラザ
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強相関電子系における高温超伝導の計算科学的研究2016

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏
    • 学会等名
      平成28年度8月度東工大元素戦略拠点(TIES)テクニカルミーティング
    • 発表場所
      東京都、港区、東京工業大学田町キャンパス
    • 年月日
      2016-08-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超伝導・新機能デバイス材料 - 高温超伝導体2016

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏
    • 学会等名
      新機能デバイス・高性能材料のための産官学連携フォーラム第一回会合
    • 発表場所
      東京都、文京区、東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 開発したソフトウェアmVMCの公開リポジトリ

    • URL

      https://github.com/issp-center-dev/mVMC

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 開発したソフトウェアHΦの公開リポジトリ

    • URL

      https://github.com/issp-center-dev/HPhi

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京大学 物性研究所 PCoMS

    • URL

      http://pcoms.issp.u-tokyo.ac.jp/cultivation/youngresearchersmisawateam/members/misawa

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] HΦ

    • URL

      https://github.com/issp-center-dev/HPhi

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] mVMC

    • URL

      https://github.com/issp-center-dev/mVMC

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] なぜ高温超伝導体は界面で優れた特性を持つか?

    • URL

      http://www.t.u-tokyo.ac.jp/foe/press/setnws_20160801104150830990252730.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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