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GW近似をベースとして第一原理計算コードの開発と強相関軌道分極系への適用

研究課題

研究課題/領域番号 17740256
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関広島大学

研究代表者

獅子堂 達也  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (20363046)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード第一原理計算 / FLAPW / Fock交換ポテンシャル / クーロン発散 / GW近似 / 誘電関数 / MnO / 軌道秩序 / 内殻X線吸収線二色性 / 遷移金属酸化物 / MPI並列化
研究概要

本研究ではFLAPW法の枠組みの中でGW近似計算を可能とする第一原理計算手法・計算コードの開発を行ってきた。GW近似における自己エネルギーは交換項(Fock exchange)と乱雑位相近似(RPA)による相関項からなる。昨年度までで、相関項の計算に必要となる誘電関数の計算コード開発に成功した。今年度は交換項の部分を正確にかつ効率よく計算するための手法開発を行った。
Hartreeポテンシャルの計算に用いられるWeinertの方法を拡張することで基本的な定式化を行った。マフィンティン球内では原子様動径関数の積基底を導入することで定式化の簡略化および計算時間の大幅な短縮に成功した。Fock演算子はブリュアンソーン(BZ)和を含むがここに群論(k群)を適用することにより計算時間短縮を行っている。本質的な問題としてクーロンカが長距離力であることからくるクーロン発散の問題がある。発散項を見積もりそれに対して特別な取扱をする必要があるが、旧来、発散項を数値的に求める方法(小谷等によるオフセットカンマ法)あるいはゼロ次展開により解析的に求める方法が適用されてきた。本研究ではkp法を応用することで発散項の解析的表式をこ次までの範囲で求めることに成功した。これは波動関数の展開による一般的な項とWeinertの擬チャージを用いたことによるFLAPW特有の項からなる。発散項を高次まで拡張して扱うことにより、BZ和のメッシュ点数に関する収束性が格段に向上することを確認した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Structural, electronic, and optical properties of NiAl_3 : First-principles calculations2006

    • 著者名/発表者名
      R.Saniz, Lin-Hui Ye, T.Shishidou, A.J.Freeman
    • 雑誌名

      Physical Review B 74(論文番号)

      ページ: 14209-14209

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] First-principles exploration of ferromagnetic and ferroelectric double-perovskite transition-metal oxides2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Uratani, T.Shishidou, F.Ishii, T.Oguchi
    • 雑誌名

      Physica B 63

      ページ: 9-12

    • NAID

      120000878121

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] First-principles Predictions of Giant Electric Polarization2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Uratani
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44

      ページ: 7130-7133

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] FLAPW法によるGW近似計算2008

    • 著者名/発表者名
      獅子堂達也
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fock exchange in FLAPW method2008

    • 著者名/発表者名
      獅子堂達也
    • 学会等名
      アメリカ物理学会
    • 発表場所
      New Orleans, LA
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] FLAPW法によるGW近似計算2007

    • 著者名/発表者名
      獅子堂達也
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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