| 研究課題/領域番号 |
21H01789
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 通人 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10596547)
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| 研究分担者 |
渡辺 悠樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20785323)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 反強磁性 / トポロジー / 物性データベース / 反強磁性体 / 磁気構造 / 第一原理計算 / 磁性 / 群論 / ハイスループット計算 / トポロジカル物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、独自の磁気構造生成理論に基づく磁性体のハイスループット第一原理計算を発展させた磁性・バンドエンジニアリングにより、高い検出可能性と機能性を持ったトポロジカル磁性材料の探索・設計に取り組む。複雑な磁気秩序のもとで形成されるバンドの非自明な幾何構造がスピン-軌道結合を通して生み出す輸送・応答現象を、磁場・圧力・化学組成の変化によって制御する方法を第一原理計算のハイスループット解析から見出し、電子構造や表面状態の具体的な解析を通してその検出方法とともに提案することで、スピントロニクスやフォトニクスデバイスに革新的な変革をもたらす機能性トポロジカル磁性材料の発見へと繋げる。
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| 研究成果の概要 |
物質を特徴づけるエネルギーバンドの持つ特異な縮退構造が顕著な物性現象を生み出しているトポロジカル物質を系統的に解析・探索するフレームワークの構築を目指し、磁性体データベースの構築と磁性体の系統的な解析を実施するための理論手法を開発し、構築データベースに基づく探索から新しいトポロジカル物質を発見した。また、Co3Sn2S2、MnCuAs、CoM3S6(M=Nb, Ta)、alpha-Mn、NbMnPの第一原理計算による解析に取り組み、実験グループとの共同研究によって、各種物質のトポロジカル物性の発現機構の解明などに貢献した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、物性データベースの構築や機械学習を利用した解析を通して、目的の物性を示す物質を探索する研究が広く行われている。本研究はこれらの発展の促進に向けて、効率的に意義のあるデータベースを生成する理論的な枠組みや機械学習に入力として与える記述子による表現手法など、解析の基盤となる研究に取り組んでいる。実現確率が高い、高対称な磁気構造を自動的に生成する理論手法や、磁気構造のデータ表現手法の開発を通して、物性データベース解析の基礎理論の発展に貢献した他、実際のデータベース構築・解析を通しての新規トポロジカル物質の提案や各種トポロジカル物質の解析によるトポロジカル物性の機構解明に貢献している。
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