多重項波動関数を用いた相対論的バンド理論の構築 と価数状態の第一原理計算

• 研究課題/領域番号: 25K07232
• 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: 京都産業大学
• 研究代表者: 山上 浩志 京都産業大学, 理学部, 教授 (20239867)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 固体電子論 / 第一原理計算 / 相対論的バンド理論 / 多重項状態 / 価数状態

研究開始時の研究の概要

密度汎関数法を基礎とした第一原理計算は、全エネルギーから物質の基底状態を決定して、結晶構造や電子構造に関わる実験結果の予測や解釈に幅広く用いられている。しかしながら、交換相互作用において局所密度近似に起因した軌道内の異なる
電子配置を平均化しているので、第一原理計算から特定の価数をもつ多重項状態の計算や価数に関わる物性予測はできない。
温度や圧力などの外部条件で物質の価数変化が変化して、秩序や対称性に関連した超伝導、磁性、絶縁体などの物性を与えることはよく知られている。本研究では重元素化合物における価数状態の第一原理計算を目指し、多重項状態を射影した波動関数を用いた相対論的バンド理論を開拓する。