3次元電子正孔系におけるポリ励起子相出現可能性の理論的解明

• 研究課題/領域番号: 26287063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 前園 涼 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (40354146)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014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: ポリ励起子 / 拡散モンテカルロ / 電子相関 / 電子正孔ガス / 間接遷移型半導体 / トリオン / モンテカルロ

研究成果の概要

拡散モンテカルロ法を用い電子正孔ガスの相図を解明した。「実効相互作用＋励起子複合体のみの波動関数」と記述し、「電子正孔質量比(量子ダイナミクス効果)」と「実効相互作用の遮蔽パラメタ(電子相関効果)」の2パラメタ空間で相図を構成し「ドナー不純物に束縛される励起子の安定化程度」に基本的な情報を提供した。電子ガス模型での展開と並行し、層状カルコゲナイドなど遷移金属化合物系層状物質の解析にも研究展開し、具体的なバンド構造から有効質量模型に持ち込む過程で非自明な不安定格子振動モードを発見するなどの成果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Quantum Monte Carlo study of the energetics of rutile, anatase, brookite and columbite TiO2 polymorphs (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Trail, B. Monserrat, P.L. Rios, R. Maezono, and R.J. Needs
  • 雑誌名: Phys. Rev. B. (Rapid Communications)(accepted/2017). (IF = 5.1) 巻: 95 号: 12
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.121108
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bayesian molecular design with a chemical language model (2017)
  • 著者名/発表者名: Ikebata, H., Hongo, K., Isomura, T., Maezono, R., Yoshida, R.
  • 雑誌名: Journal of Computer-Aided Molecular Design 巻: 31 号: 4 ページ: 379-391
  • DOI: 10.1007/s10822-016-0008-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selectivity of CO and NO adsorption on ZnO (0002) surfaces: A DFT investigation (2017)
  • 著者名/発表者名: Nugraha, A.G. Saputro, M.K. Agusta, B. Yuliarto, H.K. Dipojono, F. Rusydi, and R. Maezono
  • 雑誌名: Applied Surface Science journal. (accepted/2017). (IF = 3.150) 巻: 410 ページ: 373-382
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Density functional theory of graphene/Cu phthalocyanine composite material (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Jomphoak, R. Maezono, T. Onjun
  • 雑誌名: Surf. Coat Tech. 巻: 306 ページ: 236-239
  • DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.06.015
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phonon dispersions and Fermi surfaces nesting explaining the variety of charge ordering in titanium-oxypnictides superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakano, K. Hongo, and R. Maezono
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 29661-29661
  • DOI: 10.1038/srep29661
  • NAID: 120006490000
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Emergence of a Kondo singlet state with the Kondo temperature well beyond 1,000K in the proton-embedded electron gas (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Takada, R. Maezono, and K. Yoshizawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B. 巻: 92 号: 15
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.155140
  • NAID: 120006305707
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] QMC and phonon study of super-hard cubic boron carbon nitride (2015)
  • 著者名/発表者名: M.O. Atambo, N.W. Makau, G.O. Amolo, and R. Maezono
  • 雑誌名: Mater. Res. Express 2 巻: 10 号: 10 ページ: 105902-105902
  • DOI: 10.1088/2053-1591/2/10/105902
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anomalous non-additive dispersion interactions in systems of three one-dimensional wires (2014)
  • 著者名/発表者名: A.J. Misquitta, R. Maezono, N.D. Drummond, A.J. Stone, and R.J. Needs
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 号: 4
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.045140
  • NAID: 120005447540
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Phonon-induced superlattice structures in titanium-oxypnictides superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hongo, Kousuke Nakano, Ryo Maezono
  • 学会等名: APS March Meeting 2017
  • 発表場所: New Orleans, Louisiana, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Self-Interaction Effects of Metal Phthalocyanines on Graphene: A DFT Study (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Jomphoak, T. Onjun, and R. Maezono
  • 学会等名: Total Energy and Force Methods, International Centre for Theoretical Physics (ICTP)
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 国際学会
• [学会発表] Materials Informatics based on Bayesian Inference (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Hongo and R. Maezono
  • 学会等名: Third Asian Conference on Defence Technology (ACDT2017)
  • 発表場所: Phuket, Thailand.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nano Materials Science and Super Computing (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: Second Asian Conference on Defence Technology(ACDT2016)
  • 発表場所: Le Meridian Chiang Mai, Chiang Mai, Thailand
  • 年月日: 2016-01-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Density Functional Theory of Graphene/Metallophthalocyanines: Electronic Structure of CuPc, NiPc, and CoPc on Graphene (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Jomphoak, R. Maezono, and T. Onjun
  • 学会等名: The International Conference on Advances in Functional Materials (AFM 2016)
  • 発表場所: Jeju Island, South Korea.
  • 国際学会
• [学会発表] 量子モンテカルロ法による1次元水素鎖のフォース算定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野晃佑、前園涼、サンドロ・ソレラ
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス, 石川県
• [学会発表] Anomalous non-additive dispersion interactions between metallic nano-wires investigated by diffusion Monte Carlo methods (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: 19th International Conference on Superlattices, Nanostructures and Nanodevices (ICSNN 2016)
  • 発表場所: City University of Hong Kong, China.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Basic concepts in ab-initio phonon evaluations (2016)
  • 著者名/発表者名: R. MAEZONO
  • 学会等名: 4th African School on 'Electronic Structure Methods and Applications' (ASESMA-2016)
  • 発表場所: University of Ghana, Accra, Ghana.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evaluation of Hamaker coefficients using Diffusion Monte Carlo method (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono and Kenta Hongo
  • 学会等名: 5th Annual World Congress of Advanced Materials-2016 (WCAM-2016)
  • 発表場所: Chongqing Yuelai International Conference Center, Chongqing, China.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electron Correlation on DNA Stacking: A Quantum Monte Carlo Study (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: Psi-k 2015 Conference
  • 発表場所: Kursaal Congress Centre, San Sebastian, Spain
  • 年月日: 2015-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] Electronic structure calculation using Diffusion Monte Carlo methods (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: EMN Meeting on Quantum Technology
  • 発表場所: Beijing Xijiao Hotel, Beijing, China
  • 年月日: 2015-04-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 量子モンテカルロ法とその計算機マテリアルデザイン応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 大阪大学・未来研究イニシアティブ・グループ｢計算機ナノマテリアルデザイン新元素戦略｣ワークショップ
  • 発表場所: 国際高等研究所（京都府木津川市）
  • 年月日: 2015-03-13
  • 招待講演
• [学会発表] 第一原理電子状態計算による物質材料シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 第一原理計算セミナー
  • 発表場所: 旭硝子株式会社中央研究所（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] Ab initio electronic structure calculation using Super Computers (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo MAEZONO
  • 学会等名: Meeting under the aegis of the Royal Society of Chemistry
  • 発表場所: Delhi University,Delhi, India
  • 年月日: 2015-03-02
  • 招待講演
• [学会発表] ナノテク・シミュレーションによる生産向上指針の設計、および、段階的な人材技術移転 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 産学連携・産産連携のマッチングイベント「北陸メッセに向けて～新しい産学の集い～」
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル金沢・白鷺の間（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-02-23
  • 招待講演
• [学会発表] Electronic Structure Calculations using Quantum Monte Carlo method (2015)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 3rd African School on 'Electronic Structure Methods and Applications' (ASESMA-2014)
  • 発表場所: University of Witwatersrand, Johannesburg, South Africa
  • 年月日: 2015-01-23
  • 招待講演
• [学会発表] 電子正孔系に対する密度行列・対分布関数を用いた相図同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 第８回物性科学領域横断研究会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパスシグマホール（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Electronic Structure Calculations using Quantum Monte Carlo method (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryo MAEZONO
  • 学会等名: 公益財団法人交流協会平成26年度採択若手研究者交流事業
  • 発表場所: 中央研究院/台北、東華大学/花蓮、成功大学/台南、台湾
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-14
• [学会発表] ここまで来た電子レベル材料科学シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 先端技術講演会
  • 発表場所: 株式会社デンソー幸田製作所（愛知県額田郡）
  • 年月日: 2014-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ産業応用科学における計算物質科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 第21回化学経営研究会
  • 発表場所: 日本化学経営シンクタンク（東京都千代田区）
  • 年月日: 2014-06-25
  • 招待講演
• [図書] Practical diffusion Monte Carlo simulations for large noncovalent systems (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Hongo and R. Maezono
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: ACS