電子状態計算における高速ベリー位相計算手法の開発とエネルギー変換材料への応用

• 研究課題/領域番号: 24K02950
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分60100:計算科学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 山口 直也 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 助教 (70868116)
• 研究分担者: 見波 将 京都大学, 工学研究科, 助教 (10876840) ; 石井 史之 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (20432122)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2028年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2027年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2026年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2025年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: ベリー位相 / 第一原理電子状態計算 / エネルギー材料 / 電場 / 高速化

研究開始時の研究の概要

本研究では、材料の電子状態の予測・解析に必要な電子状態計算における高速なベリー位相計算手法を開発し、その手法をエネルギー変換材料に適用する。まずベリー位相計算手法の開発・高度化を行う。さらに応用計算により得られたデータから、材料設計指針を提案する。広範な物質群に対して応用計算を行うことで、高速化手法の汎用性能の検証を行うと同時に、異常ネルンスト効果（熱電変換）、シフト電流（光電変換）、スピン流-電流変換、マルチフェロイクス等の次世代エネルギー変換機構に特化した材料物性データを得る。電場印加計算コードの高速化を行い、電場下の材料物性も調べる。