LDA+U法などLDAを越える方法を用いた遷移金属酸化物の研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640370
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤原 毅夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90011113)
• 研究分担者: 星 健夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80272384) ; 山元 進 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30262041)
• キーワード: 強相関電子系 / LDA+U法 / GW近似 / 動的平均場近似 / 遷移金属酸化物 / 金属-絶縁体転移

研究概要

遷移金属酸化物などいわゆる強相関電子系といわれる物質系では、密度汎関数理論を超えた取り扱いが要求される。本年は(1)LDA+U法による取り扱い、(2)GW近似による取り扱い、(3)動的平均場近似と密度汎関数理論の結合、の3つを行った。
LDA+U法により取り扱った系は(1-a)La_<7/8>Sr_<1/8>MnO_3,(1-b)YNiO_3,NdNiO_3である。
La_<7/8>Sr_<1/8>MnO_3においては、2a×b×cの超格子単位胞が形成され、そこに正孔が導入されたことによる特徴的な電荷整列、軌道整列を見出した。正孔は1つのac面上でa方向に広がるストライプを形成している。YNiO_3ではNi^<2+>,Ni^<4+>の電荷秩序があらわれる。これはYの大きな原子半径が原因である。一方、NdNiO_3ではNi^<3+>となり電荷秩序、軌道秩序はない。また軌道秩序がないことから磁気整列のタイプも決めることができる。(2)ではGW近似のプログラムを整備し、応用範囲の拡大を目指している。(3)では、強相関系における金属-絶縁体転移を、物質に即して定量的に議論することを目的とし、その準備をすすめた。

研究成果

• [文献書誌] M.Kortin et al.: "La_<7/8>Sr_<1/8>MnO_3 : long period order with hole stripes"Phys.Rev.B. 62,. 5696-5699 (2000)
• [文献書誌] T.Hoshi et al.: "Theory of composite-band Wannier states and order-N electronic structure calculations."J.Phys.Soc.Jpn. 69,Vol.12. (2000)
• [文献書誌] S.Yamamoto et al.: "Effective Implimentations of muti-dimensional radix-2 FFT"Computer Physics Communications. 125,. 1-7 (2000)
• [文献書誌] M.Miyata et al.: "Ab initio Study of plasticity in semiconductor crystals"Phys.Rev.B. 63,. 045206 (2001)
• [文献書誌] Y.Ishii et al.: "Hybridization Mechanism for Cohesion of Cd-based Quasicrystals"Phys.Rev.Lett.. (2001)
• [文献書誌] T.Hoshi et al.: "Theory of composite-band Wannier states and order-N electronic-structure calculations"Riken Review. Vol.29. 45-46 (2000)
• [文献書誌] T.Fujiwara et al.: "The strong Coulomb correlations and electronic structure calculations : beyond Local Density Approximation"LSDA and Self-Interaction Correction. P.P.167-201 (2000)
• [文献書誌] 藤原毅夫: "物性物理学入門"放送大学教育振興会. 231 (2000)