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第一原理バンド計算に基づく光電子スペクトル解析プログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K03550
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

浜田 典昭  東京理科大学, 理工学部物理学科, 教授 (00126145)

研究分担者 齋藤 智彦  東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 教授 (30311129)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード汎用光電子解析プログラム / 光電子分光スペクトル / 原子光イオン化断面積 / 第一原理電子状態計算 / 角度積分光電子スペクトル / 角度分解光電子スペクトル / 部分状態密度 / 原子の光イオン化断面積 / 光電子スペクトル / 硬X線光電子分光(HAXPES) / 硬X線光電子分光 / 角度積分光電子分光スペクトル / 角度分解光電子分光スペクトル
研究成果の概要

第一原理電子状態計算をベースに光電子スペクトルを計算することにより、実験結果を解析するプロブラムを開発した。(1)入射光のエネルギーが10,000eV程度までの原子光イオン化断面積を計算するプログラムを作成し、結晶の全状態密度を可能な限り精確に原子軌道部分状態密度の和として計算する手法を開発することによって、多結晶の光電子スペクトルを高速に計算するプログラムを作成した。スペクトルの偏光依存性や入射光エネギー依存性など見ることにより、各原子軌道のスペクトル形状への寄与を確かめた。(2)入射光の偏光に対して原子光イオン化振幅の磁気量子数依存性を計算するプログラムを開発し、擬二次元結晶に適用した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

物質の多様な性質は電子状態に依って発現されており、したがって、電子状態を理解することは物質を理解し、さらには、有用な物質を新たに設計し、利用して行く上で不可欠のものである。さまざまな物性測定の中で、光電子分光法は、電子状態を直接観測し、電子状態理論の正しさ、また、不十分さを端的に判定することができるユニークな実験手段である。本研究は、この実験と理論の比較をより高い精度で効率的に行うことが
目的であり、物性研究の基盤をより確かなものにすることに依って、学術的のみならず、人類文化の基礎をより確固としたものするものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 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 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Conduction band engineering of Mg2Si by isotropic strain for enhancement of thermoelectric performance: a first-principles study2020

    • 著者名/発表者名
      N. Hirayama, Y. Imai, and N. Hamada
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 127 号: 20 ページ: 205107-205107

    • DOI

      10.1063/5.0001857

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetism induced by interlayer electrons in the quasi-two-dimensional electride Y2C: Inelastic neutron scattering study2020

    • 著者名/発表者名
      Tamatsukuri Hiromu、Murakami Youichi、Kuramoto Yoshio、Sagayama Hajime、Matsuura Masato、Kawakita Yukinobu、Matsuishi Satoru、Washio Yasuhito、Inoshita Takeshi、Hamada Noriaki、Hosono Hideo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 号: 22

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.224406

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Substitutional and interstitial impurity p-type doping of thermoelectric Mg2Si: a theoretical study2019

    • 著者名/発表者名
      Hirayama Naomi、Iida Tsutomu、Sakamoto Mariko、Nishio Keishi、Hamada Noriaki
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 20 号: 1 ページ: 160-172

    • DOI

      10.1080/14686996.2019.1580537

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electronic Structure of a Delafossite Oxide CuAlO2 in Comparison with CuCrO22019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Takahashi, Ryo Kato, Mario Okawa, Tetsuji Okuda, Akira Yasui, Eiji Ikenaga, Kanta Ono, Noriaki Hamada, and Tomohiko Saitoh
    • 雑誌名

      JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN

      巻: 88 号: 7 ページ: 074701-074701

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.074701

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological semimetal phases manifested in transition metal dichalcogenides intercalated with 3d metals2019

    • 著者名/発表者名
      Inoshita Takeshi、Hirayama Motoaki、Hamada Noriaki、Hosono Hideo、Murakami Shuichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 12 ページ: 121112-121112

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.121112

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 硬X線光電子分光によるペロブスカイト型コバルト酸化物RCoO3 (R=La, Pr) のスピンクロスオーバーの電子構造への影響の検証2020

    • 著者名/発表者名
      江坂典起、中村拓海、金井大輔、大川万里生、芝田悟朗、小林義彦、保井晃、高木康多、浜田典昭、齋藤智彦
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] デラフォサイト型銅酸化物CuCrO2およびCuAlO2の電子構造の比較研究2019

    • 著者名/発表者名
      髙橋謙太、加藤諒、大川万里生、奥田哲治、保井晃、池永英司、小野寛太、浜田典昭、齋藤智彦
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理バンド計算に基づく光電子スペクトル解析プログラムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      浜田典昭、中村賢、髙橋謙太、齋藤智彦
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of program code for the first-priciples photoemission-spectrum calculation2019

    • 著者名/発表者名
      Noriaki Hamada, Satoshi Nakamura, Kenta Takahashi, and Tomohiko Saitoh
    • 学会等名
      The 22nd Asian Workshop on First-Priciples Electronic Structure Calculation (ASIAN-22)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 第一原理光電子スペクトル計算プログラムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      浜田典昭、中村賢、齋藤智彦
    • 学会等名
      スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワーク拠点 Spin Research Network of Japan [SpiN-RNJ] 2019年度(令和元年度)年次報告会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理光電子スペクトル計算プログラムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      浜田典昭
    • 学会等名
      第24回半導体におけるスピン工学の基礎と応用 (PASPS-24)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 硬X線光電子分光法(HAXPES)によるLaCoO3の電子構造2019

    • 著者名/発表者名
      金井大輔、高柳亮平、大川万里生、小林義彦、保井晃、池永英司、齋藤智彦
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Electronic structure of Pr1-xYxCoO3 showing a unique magnetic state2019

    • 著者名/発表者名
      D. Kanai, R. Takayanagi, M. Okawa, Y. Kobayashi, M. Kobayashi, M. Minohara, K. Horiba, H. Kumigashira, A. Yasui, E. Ikenaga, and T. Saitoh
    • 学会等名
      The 1st International Workshop on Momentum Microscopy and Spectroscopy for Materials Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic structure of LaCoO3 probed by Hard x-ray photoemission spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      D. Kanai, R. Takayanagi, M. Okawa, Y. Kobayashi, A. Yasui, E. Ikenaga, and T. Saitoh
    • 学会等名
      The 23rd Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 特異な磁性状態を示すLaCoO3の電子構造の研究2019

    • 著者名/発表者名
      金井大輔、高柳亮平、大川万里生、小林義彦、保井晃、池永英司、齋藤智彦
    • 学会等名
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ・第36回PFシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] La1-xSrxMnO3における価電子帯光電子分光スペクトルの温度・hn依存性2019

    • 著者名/発表者名
      大江日南子、中島優世、大川万里生、野田正亮、菱田智子、大林和重、保井晃、池永英司、桑原英樹、齋藤智彦
    • 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] 共鳴光電子分光法によるPr1-xYxCoO3の電子構造の研究II2018

    • 著者名/発表者名
      金井大輔、高柳亮平、中村拓海、大川万里生、小林義彦、小林正起、簑原誠人、堀場弘司、組頭広志、小野寛太、E. F. Schwier、島田賢也、齋藤智彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Electronic structure of Pr1-xYxCoO3 probed by photoemission spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kanai, Ryohei Takayanagi, Mario Okawa, Yoshihiko Kobayashi, Masaki Kobayashi, Masato Minohara, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Akira Yasui, Eiji Ikenaga, and Tomohiko Saitoh
    • 学会等名
      International Workshop on Trends in Advanced Spectroscopy in Materials Science (TASPEC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin crossover phenomena in trivalent Co oxides from a viewpoint of electronic structure2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤智彦
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Property of highly doped magnetic semiconductor - supercell band-structure-calculation approach -2018

    • 著者名/発表者名
      Noriaki Hamada, Akira Masago, Hikari Shinya, Tetsuya Fukushima, and Hiroshi Katayama-Yoshida
    • 学会等名
      CSRN-Osaka Annual Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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