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フルポテンシャル・コリンハ・コーン・ロストーカ・グリーン関数法開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K05566
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関東京大学

研究代表者

赤井 久純  東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (70124873)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード全電子第一原理計算 / フルポテンシャルKKR法 / 密度汎関数法 / グリーン関数法 / コヒーレントポテンシャル近似 / 計算物質科学 / 計算機マテリアルデザイン / 全電子電子状態計算手法
研究成果の概要

本研究では高速性というKKR法(コーリンハ・コーン・ロストーカ法)の特徴を活かしたまま,より高精度な計算を可能にするフルポテンシャルKKR法の開発を行った.フルポテンシャルKKR法自体は従来から存在するが,空間の多面体分割という方法を使うために高速性が犠牲にされ,また力の計算に適用することが困難である.この問題を解決するために,空間の多面体分割にたよらずフルポテンシャルKKRを実現する複数の異なった方法を試みた.その結果,通常のKKR法から出発して,格子間隙位置やその周辺のフルポテンシャル部分を摂動として取り扱う方法が最も有効であることを見出した.この方法は力の計算も可能にするものである.

研究成果の学術的意義や社会的意義

固体中電子の第一原理計算の重要性は,基礎科学のみならず,材料開発の観点からも広く認識されるようになってきた.この方法の有効な利用のためには,信頼性の高い計算が,多数の物質群に対して実行されその結果が蓄積されることが必須である.KKR法は高速計算と不規則合金の計算等に対しても適用できるという他にない長所を合わせ持っており有用である.本研究では高速性というKKR法の特徴を活かしたまま,より高精度な計算を可能にするフルポテンシャルKKR法の開発を行った.従来のフルポテンシャルKKR法とは異なった新しいアプローチに基づくものであり,従来法では難しかった高速計算や原子にはたらく力の計算が可能となった.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 17件、 招待講演 6件) 備考 (5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Ludwig Maximilians University Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Johannes Kepler University Linz(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ルートウィッヒ・マクシミリア ン大学ミュンヘン(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ヨハネス・ケプラー大学リンツ(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ルートウィッヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Element- and orbital-selective magnetic coherent rotation at the first-order phase transition of a hard uniaxial ferrimagnet2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Sh.、Gorbunov D. I.、Akai H.、Yasumura H.、Kotani Y.、Nakamura T.、Kato T.、Mushnikov N. V.、Andreev A. V.、Nojiri H.、Wosnitza J.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 17 ページ: 1744301-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.174430

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Calculating Curie temperatures for rare-earth permanent magnets: Ab initio inspection of localized magnetic moments in d-electron ferromagnetism2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Munehisa、Akai Hisazumi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 14 ページ: 1444021-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.144402

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Curie Temperature of Sm2Fe17 and Nd2Fe14B: A First-Principles Study2019

    • 著者名/発表者名
      Fukazawa Taro、Akai Hisazumi、Harashima Yosuke、Miyake Takashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 55 号: 7 ページ: 21013051-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2019.2895669

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio Study of High-field NMR Shift of 59Co in the Ferromagnetic Heusler Alloy Co2TiGa2019

    • 著者名/発表者名
      Nishihara Hironori、Akai Hisazumi、Sato Kazunori、Kanomata Takeshi、Geshi Masaaki、Sakon Takuo、Wada Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 3 ページ: 034712-034712

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.034712

    • NAID

      210000135139

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles study of spin-wave dispersion in Sm(Fe1-xCox)122019

    • 著者名/発表者名
      Fukazawa Taro、Akai Hisazumi、Harashima Yosuke、Miyake Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 469 ページ: 296-301

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2018.08.071

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles calculation of transition-metal Seebeck coefficients2018

    • 著者名/発表者名
      Kou S.、Akai H.
    • 雑誌名

      Solid State Communications

      巻: 276 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.ssc.2018.02.018

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximum performance of permanent magnet materials2018

    • 著者名/発表者名
      Akai H.
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 印刷中 ページ: 300-304

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2018.02.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Theory of Rare-Earth Magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Miyake Takashi、Akai Hisazumi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 4 ページ: 041009-041009

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.041009

    • NAID

      210000134762

    • 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] First-principles Study of Intersite Magnetic Couplings and Curie Temperature in RFe12?xCrx (R = Y, Nd, Sm)2018

    • 著者名/発表者名
      Fukazawa Taro、Akai Hisazumi、Harashima Yosuke、Miyake Takashi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 4 ページ: 044706-044706

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.044706

    • NAID

      210000134789

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of the element-specific complex permittivity using a soft x-ray phase modulator2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y.、Hirata Y.、Miyawaki J.、Yamamoto S.、Akai H.、Hobara R.、Yamamoto Sh.、Yamamoto K.、Someya T.、Takubo K.、Yokoyama Y.、Araki M.、Taguchi M.、Harada Y.、Wadati H.、Tsunoda M.、Kinjo R.、Kagamihata A.、Seike T.、Takeuchi M.、Tanaka T.、Shin S.、Matsuda I.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 21 ページ: 214417-214417

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.214417

    • 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] L-edge resonant magneto-optical Kerr effect of a buried Fe nanofilm2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y.、Taguchi M.、Akai H.、Yamamoto Sh.、Someya T.、Hirata Y.、Takubo K.、Araki M.、Fujisawa M.、Yamamoto K.、Yokoyama Y.、Yamamoto S.、Tsunoda M.、Wadati H.、Shin S.、Matsuda I.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 13 ページ: 134432-134432

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.134432

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomistic-model study of temperature-dependent domain walls in the neodymium permanent magnet Nd2Fe14B2017

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Nishino, Yuta Toga, Seiji Miyashita, Hisazumi Akai, Akimasa Sakuma and Satoshi Hirosawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.094429

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Ab-initio calculation of Seebeck coefficient of transition-metal elements2020

    • 著者名/発表者名
      H. Akai and S. Kou
    • 学会等名
      APS March Meeting 2020(開催中止)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 第一原理電子状態計算に基づく磁石化合物におけるスピン波分散の計算手法2020

    • 著者名/発表者名
      深澤太郎,赤井久純,原嶋庸,三宅隆
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会(開催中止)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Remarks -in view of first-principles calculation2019

    • 著者名/発表者名
      H. Akai
    • 学会等名
      Toyota Japan-Europe meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ab initio inspection on the metallicity trends among rare-earth permanent magnet compounds2019

    • 著者名/発表者名
      M. Matsumoto and H. Akai
    • 学会等名
      Joint European Magnetic Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of electron-phonon scatterings2019

    • 著者名/発表者名
      H. Akai
    • 学会等名
      3rd International Conference on Materials and Environmental Scienc
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of Electron-phonon Scattering on Temperature Dependence of Half-metallicity of Co2MnSi2019

    • 著者名/発表者名
      N. Hirayama and H. Akai
    • 学会等名
      Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomistic Approach to the Nd2Fe14B magnet2019

    • 著者名/発表者名
      S. Miyashita1, Y. Toga, M. Nishino, T. Hinokihara, I. E. Uysal A. Sakuma, T. Miyake, H. Akai and S. Hirosawa
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spin-wave dispersion in magnetic compounds: RFe11Ti (R=Y, Nd, Sm) and Nd2Fe14B2019

    • 著者名/発表者名
      Taro Fukazawa, Hisazumi Akai, Yosuke Harashima, and Takashi Miyake
    • 学会等名
      22nd ASIAN workshop on first-principles electronic structure calculations
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 広い組成空間における希土類磁石の第一原理にもとづく探索の手法2019

    • 著者名/発表者名
      松本宗久,赤井久純,Martin Hoffmann
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles study of spin-wave dispersion in Sm(FeCo)122018

    • 著者名/発表者名
      T. Fukazawa, H. Akai, Y. Harashima, and T. Miyake
    • 学会等名
      Intermag 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Origin of magnetocrystalline anisotropy of Sm2Fe17N3 permanent magnet materials2018

    • 著者名/発表者名
      H. Akai
    • 学会等名
      21st International Conference of Magnetism (ICM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calculated Seebeck coefficient of transition-metal elements2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kou and H. Akai
    • 学会等名
      XXX IUPAP COnference on Computational Physics (CCP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of electron-phonon scattering on half-metallicity of Co2MnSi2018

    • 著者名/発表者名
      H. Akai
    • 学会等名
      10th International School and Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solid (PASPS10)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Possible highest performance of permanent magnet materials2018

    • 著者名/発表者名
      H. Akai
    • 学会等名
      9th Joint European Magnetic Symposia (JEMS) Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First-principles calculation of transition-metal Seebeck coefficients2018

    • 著者名/発表者名
      H. Akai and S. Kou
    • 学会等名
      Turkish Physical Society-34th International Physics Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-principles calculation of temperature dependent electrical resistivity and Seebeck coefficient2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kou and H. Akai
    • 学会等名
      Junjiro Kanamori Memorial International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] irst-Principles Calculation of Electronic Structure and Magnetic Properties of Sm2Fe17Nx2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ogura, A. Mashiyama, and H. Akai
    • 学会等名
      Junjiro Kanamori Memorial International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic properties of La doped rare earth permanent magnets2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hoffmannm M. Matsumoto, and H. Akai
    • 学会等名
      Magnetic properties of La doped rare earth permanent magnets
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Upper limits of magnetization, Curie temperature, and magnetic anisotropy of permanent magnet materials2017

    • 著者名/発表者名
      H. Akai
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Must for candidates of permanent magnet materials2017

    • 著者名/発表者名
      H. Akai
    • 学会等名
      第41回 日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 赤井チーム

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/akai_team.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] AkaiKKR

    • URL

      http://kkr.issp.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] Akai Team

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/akai_team_en.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 赤井研究室

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/akai_group.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] AkaiKKR (Machikaneyama)

    • URL

      http://kkr.issp.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Junjiro Kanamori Memorial International Symposium2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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