相対論的擬ポテンシャルを用いた第一原理分子動力学法の開発と応用

• 研究課題/領域番号: 20510102
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 小田 竜樹 金沢大学, 数物科学系, 教授 (30272941)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: スピン軌道相互作用 / 擬ポテンシャル / 第一原理分子動力学法 / 磁気異方性 / ラシュバ効果 / スピントロニクス

研究概要

スピン軌道相互作用などほとんど全ての相対論効果を含む電子に対する擬ポテンシャルの開発を推進し、これらを既存の第一原理分子動力学法へ組み込む開発研究を行い、さらに開発された計算コードを用いて、スピントロニクス等で重要となる磁気異方性の電界効果や半導体のラシュバ効果といった新しい研究分野において計算科学的理論的研究を推進した。その結果、開発した計算コードがこれらの分野において重要な研究手段を提供することを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] A Comparative Ab Initio Study on Electric-Field Dependence of Magnetic Anisotropy in MgO/Fe/Pt and MgO/Fe/Au Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahito Tsujikawa, Shinya Haraguchi, Tatsuki Oda, Yoshio Miura, Masafumi Shirai
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-field effects on magnetic anisotropy in Pd/Fe/Pd(001) surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Haraguchi, Masahito Tsujikawa, Junpei Gotou, Tatsuki Oda
  • 雑誌名: J.Phys.D : Appl.Phys. 44
  • NAID: 120002829321
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binding of Tat Peptides on DOPC and DOPG Lipid Bilayer Membrane Studied by Molecular Dynamics Simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Kawamoto
  • 雑誌名: Molecular Simulation 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Comparative Ab Initio Study on Electric-Field Dependence of Magnetic Anisotropy in MgO/Fe/Pt and MgO/Fe/Au Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahito Tsujikawa
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 巻: 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-field effects on magnetic anisotropy in Pd/Fe/Pd(001) surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Haraguchi
  • 雑誌名: J.Phys.D 巻: 44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-splitting band dispersions of the heavy elements on Si (111)-(1×1) surface (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Araki, T.Nishijima, M.Tsujikawa, T.Oda
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-splitting band dispersions of the heavy elements on Si(111)(1×1)surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Araki
  • 雑誌名: J.Phys. : Conference Series 巻: 200
• [雑誌論文] Structure and dynamics of tetra-PEG gel by Brownian dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hashimoto
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 35 ページ: 547-553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-splitting band dispersions of the heavy elements on Si (111)-(1×1) surface (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Araki
  • 雑誌名: J.Phys.: Conference Series (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Anisotropy in Small Clusters FePt, Fe_2Pt, and FePt_2 : from a First-Principles Study (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Oda, Y.Yokoo, H.Sakashita, M.Tsujikawa
  • 雑誌名: J.Compt.Theor.Nano. 6 ページ: 2603-2607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite electric field effects in the large perpendicular magnetic anisotropy surface Pt/Fe/Pt(001) : a first principles study (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tsujikawa, T.Oda
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102
  • NAID: 120001451023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abrupt rotation of the Rashba spin to the direction perpendicular to the surface (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sakamoto, T.Oda, A.Kimura, K.Miyamoto, M.Tsujikawa, A.Imai, N.Ueno, H.Namatame, M.Taniguchi, P. E.J.Eriksson, R.I.G.Uhrberg
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102
  • NAID: 120001232551
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure and magnetic anisotropy of a constrained Fe chain in electric field (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tsujikawa, T.Oda
  • 雑誌名: J.Phys.: Condens.Matter 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite electric field effects in the large perpendicular magnetic anisotropy surface Pt/Fe/Pt (001) : a first principles study (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tsujikawa
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variational Density-Functional Perturbation Theory with Ultrasoft Pseudopotentials (2009)
  • 著者名/発表者名: I.Hamada
  • 雑誌名: Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 6 ページ: 2550-2558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure and Magnetic Anisotropy in Iron Chains from a First-Principles Study (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tsujikawa
  • 雑誌名: Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 6 ページ: 2597-2602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Anisotropy in Small Clusters FePt, Fe_2Pt, and FePt_2 : from a First-Principles Study (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 雑誌名: Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 6 ページ: 2603-2607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure and magnetic anisotropy of a constrained Fe chain in electric field (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tsujikawa
  • 雑誌名: J. Phys. : Condens. Matter 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abrupt rotation the Rashba spin to the direction perpendicular to the surface (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sakaioto
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] 第一原理計算による表面磁気異方性計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 雑誌名: 表面科学 29 ページ: 637-641
  • NAID: 10024328566
• [学会発表] Toward a Computer Modeling in Magnetic Anisotropy and its Electric-Field-Control for Nano-Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 学会等名: International Symposium on Computational Science 2011(15-17th February 2011)
  • 発表場所: Kanazawa University, Kanazawa Ishikawa
  • 年月日: 2011-02-16
• [学会発表] Electric Field Effects of Magnetic Anisotropy in MgO/Pt/Fe/Pt(001): a Density Functional Study" (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahito Tsujikawa
  • 学会等名: 55th Annual Conference on Magnetism and Magn etic Materials (MMM2010)
  • 発表場所: Atlanta(USA)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its electric field effect in the nano-structures (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 学会等名: The 13th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations (ASIAN13), (November 1-3th 2010)
  • 発表場所: POSCO International Center (PIC),POSTECH, Pohang Korea
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its electric field effect in the nano-structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Oda
  • 学会等名: The 13th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations (Asian13)
  • 発表場所: Pohang(Korea) 招待講演
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] Toward a Computer Modeling in Magnetic Anisotropy and its Electric-Field-Control for Nano-Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 学会等名: European Material Research Science (E-MRS) 2010 Fall Meeting, (September 13-17th 2010)
  • 発表場所: Central Campus of Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Toward a Computer Modeling in Magnetic Anisotropy and its Electric-Fi eld-Control for Nano-Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Oda
  • 学会等名: European Material Research Science (E-MRS)2010 Fall Meeting
  • 発表場所: Warsaw(Poland) 招待講演
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Electric-field-effect on magnetic anisotropy in the thin films of FeCo-alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Oda
  • 学会等名: European Material Research Science (E-MRS) 2010 Fall Meeting
  • 発表場所: Warsaw(Poland)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Electric-Field Effect on the Magnetic Anisotropy of the Ferromagnetic/Dielectric Films : A First-Principles Study (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA) (July 12-16th 2010)
  • 発表場所: Sendai International Center (room Tachibana), Sendai Miyagi
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Electric-Field Effect on the Magnetic Anisotropy of the Ferromagnetic/Dielectric Films A First-Principles Study (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Oda
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA2010)
  • 発表場所: Sendai International Center (Sendai) 招待講演
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Electric-Field Effect on Magnetic Anisotropy in Thin Films A First-Prin ciples Study (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahito Tsujikawa
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA2010)
  • 発表場所: Sendai International Center (Sendai)
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its electric field effect in the nano-structures (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: 1st International Workshop on Computational Design and Evaluation of Spintronics Materials
  • 発表場所: Osaka University (Osaka)
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its electric field effect in the nano-structures of Fe-Pt system (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 学会等名: 6th RIEC (Research Institute of Electrical Communication) International Workshop on Spintronics(5, 6th February 2010)
  • 発表場所: RIEC Conference Room, Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics, Sendai Miyagi
  • 年月日: 2010-02-06
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its electric field effect in the nano-structures of Fe-Pt system (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: 6th RIEC International Workshop on Spintronics
  • 発表場所: Tohoku University (Miyagi)
  • 年月日: 2010-02-06
• [学会発表] Noncollinear Magnetism on Nanoscale Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka University (Osaka)
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its finite electric field effect in the nano-structures of Fe-Pt system (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 学会等名: International Symposium on Computational Science (ISCS2009)
  • 発表場所: Sanur Paradise Hotel Indonesia
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its finite electric field effect in the nano-structures of Fe-Pt system (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: International Symposium on Computational Science (ISCS2009)
  • 発表場所: Bali (Indonesia)
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] MgO被覆された垂直磁化薄膜における磁気異方性の電界効果に関する第一原理計算 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス (熊本県)
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Spin-splitting band dispersions of the heavy elements on Si (111)-(1×1) surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Araki
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2009
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its finite electric field effect in the nano-structures of Fe-Pt system (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Oda, Masahito Tsujikawa
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2009 (ICM2009)
  • 発表場所: Congress Center, Karlsruhe (Friedrich Weinbrenner Hall) Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Magnetic anisotropy and its finite electric field effect in the nano-structures of Fe-Pt system (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2009
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] 鉄白金表面磁気異方性の電場効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 辻川雅人
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Tl/Si(111)-1×1表面電子構造とC3対称性スピン分裂 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 鉄白金クラスターの電子状態および磁気異方性の第一原理計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横尾康弘
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 白金微斜面上鉄鎖の電子状態と磁気異方性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 辻川雅人
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Electronic structure of an iron chain in electric field (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahito Tsujikawa
  • 学会等名: International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
  • 発表場所: National Museum of Emerging Science and Innovati on (Miraikan) Tokyo
  • 年月日: 2008-06-02
• [備考] 報道関連情報
  • URL: http://cphys.s.kanazawa-u.ac.jp/~oda-web/index.html
• [備考] 科学新聞(2009年3月13日4面)「スピントロニクスに技術革新 半導体表面の電子スピン-千葉大、金沢大、広島大の研究チーム-突然直立する現象観測」
• [備考] 北陸放送(MRO)NEWS RUNNER放送(2009年3月4日 18時22分から23分 約1分30秒間)
• [備考] 北國新聞(2009年3月4日社会327面)「電子立つ世界初、半導体表面で発見金大・小田准教授ら観測次世代型へ加速」
• [備考] 日刊工業新聞(2009年3月4日28面)「電子スピン、垂直起立 千葉大など「コマ回し」現象観測」
• [備考] ホームページ
• [備考]
  • URL: http://cphys.s.kanazawa-u.ac.jp/oda-web/contents/oda/oda-lab.html