| 研究課題/領域番号 |
18K03461
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
樋口 克彦 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (20325145)
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| 研究分担者 |
樋口 雅彦 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (10292202)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
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| キーワード | 磁気現象 / 第一原理計算 / 強束縛近似 / 磁気的ブロッホ関数 / グラフェン / g因子 / 量子ホール効果 / ラシュバ効果 / 電流密度汎関数理論 / 磁場下固体 / 磁場下超伝導 / ｇ因子 / 仕事関数 / 反磁性 / 電磁場応答 / 非摂動 / 相対論的強束縛近似 / 磁場効果 / パイエルス位相 / パッシェン・バック効果 / 磁場を含んだ相対論的強束縛近似 / 金属磁性 |
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| 研究成果の概要 |
磁場が印加された固体の電子構造を計算する第一原理的手法として，従来のパイエルス位相を用いた近似を超えた「拡張された磁場を含んだ相対論的強束縛近似法（拡張MFRTB法）」の開発を行った。これにより，グラフェンの大きな軌道反磁性が再現できること，高磁場領域では特徴的な磁化の磁場依存性を示すことを明らかにした。また，基板上グラフェンで観測されている小さなg因子は，非対称表面ポテンシャルによるラシュバ効果が主な原因であることを明らかにした。拡張MFRTB法によって量子ホール効果を再考するために，磁気ブロッホ状態の異常速度の計算をするための定式化を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体の磁場に対する応答を第一原理的に記述することは，多くの研究者がその重要性を認識していたものの，ベクトルポテンシャルを含むため計算手法の開発が難しく遅々として進んできませんでした。本研究で開発した計算手法はこの状況を打破するものです。また本研究で行った固体の磁場に対する応答の第一原理的な計算は，世界に先駆けて行ったものです。ゆえに，そこから得られる成果はいずれも，固体の磁場に対する応答の理解に，新たな視点を与えるものになっています。さらに本研究の成果は，固体の磁場に対する応答を利用する例えばスピントロニクス分野の材料設計に対して，新たな端緒となり得ます。
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