| 研究課題/領域番号 |
21K04624
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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26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 秋田工業高等専門学校 (2022)
東北大学 (2021) |
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研究代表者 |
三浦 大介 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90708455)
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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 |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 有限温度遍歴磁性 / 帯磁率 / 結晶磁気異方性 / 有限温度磁気特性 / 金属強磁性 / 微視的理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，実用磁性材料として重要なFeやFePt，パーマロイといった金属磁性材料を対象物質とした有限温度磁気特性に関する理論研究であり，以下の3点を目的とする：
(i) 強磁性金属の帯磁率を定量的に記述するための理論を，単に形式的に書き下すだけでなく，実際に数値計算可能な形式に新規構築し，その実行可能性を示すこと．
(ii) 上記理論により帯磁率を全温度領域において統一的に記述し，その温度特性の支配因子を解明すること．
(iii) 異方性磁場や磁気異方性定数といったその他の物理量との相関を示し，それらが示す温度特性を解明すること．
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| 研究実績の概要 |
我々はこれまで，磁気異方性を有する強磁性金属の最小模型においてスピン帯磁率χと結晶磁気異方性定数Kの両方を絶対零度からCurie点以上に渡る全温度領域において統一的立場から記述してきた．2021年度はDLM-CPAかつ最小模型の範囲ではあるが，χ-TとK-T曲線を求める計算を実際に実行し，その振る舞いが模型のパラメータに強く依存することを示した．ただし，物質の個性を研究するには模型が単純過ぎるため，2022年度は実際の第一原理計算に使用されている tight-binding linear muffin-thin orbitals ハミルトニアンH_TBからχ-Tを得るための定式化を進めた．先の単純模型との違いとして（１）H_TBでは電子の自由度として方位量子数と磁気量子数が追加される，（２）H_TB自体が外界の温度と化学ポテンシャル，外場（外部磁場）に対して自己無撞着に決定される，という点がある．χの微視的表示を得るためには，スピン-スピン相関関数の統計平均を計算するという標準的な久保公式の方法は不適であることがこれまでの研究からわかってきたため，本年度は特に（２）に焦点を当て，前年度の理論的枠組みを有限温度密度汎関数理論に基づいて再構築した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
最小模型の知見を第一原理強結合模型に反映させ，現実的な計算を実行するには，幾らかの簡単化（近似）を認める必要があることが明らかになった．しかし，その他の理論的構造については概ね想定通りである．
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は，第一原理強結合模型においてχ-TやK-Tの計算を実行できるよう定式化を進め，計算コードを実装していく予定である．また，前述の近似の妥当性も評価する予定である．
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