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2017 年度 実績報告書

超伝導転移温度の第一原理計算:電子状態計算法の刷新と交換効果への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K20940
研究機関東京大学

研究代表者

明石 遼介  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40734356)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード計算物理学 / 高温超伝導
研究実績の概要

本課題では超伝導転移温度(Tc)を結晶構造から第一原理計算するための基盤手法開発を行った。また計画遂行中発見された硫化水素における高温超伝導現象(Tc=マイナス70℃)についても、昨年度に引き続きさらに研究を進めた。研究遂行期間のまとめとして成果発表を多数行った。
手法開発に関しては、昨年度より進めた交換エネルギー項がもたらすスピンゆらぎ効果の応用および成果発表を進めた。昨年度研究を行った単体金属における強磁性ゆらぎの超伝導ペアリング抑制効果について国際学会発表(招待)を3件行った。論文についても執筆を進めている。
硫化水素における高温超伝導相については、これまでの結果をさらに発展させるべく、構造探索手法の開発者であるArtem Oganov氏(Skoltech, Russia)との共同研究を行い、高圧で安定化する構造相についてシミュレーションによる探索を進めた。結果、H-S系において従来多く研究されてきた水素が多数を占める系のみならず、硫黄が多数を占める系についても安定構造が多数存在することが分かった。これは硫化水素の高圧における構造変態過程において重要な役割を果たしていると思われる。本結果について国際共著論文をまとめた。また、これまでの成果について国内の研究会で招待講演を行った。
その他の関連研究として、Tc計算手法を2次元構造を持つ超伝導体BiS2化合物に用いた理論研究をCambridge大と共同チームとして進め、論文として発表した。また、この物質の電子状態が持つ性質について調べた結果を、過去の自身の2次元系の電子状態計算に関する知見と併せて、2次元系物質の電子状態が構造に対してどのように変化するかという点について、広く応用可能な理論をまとめ、これも論文として発表した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] The University of Cambridge(United Kingdom)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of Cambridge
  • [国際共同研究] Skolkovo Inst. Sci. Tech.(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Skolkovo Inst. Sci. Tech.
  • [雑誌論文] Weak phonon-mediated pairing in BiS2 superconductor from first principles2017

    • 著者名/発表者名
      C. Morice, R. Akashi, T. Koretsune, S. S. Saxena, and R. Arita
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 ページ: 180505-180505

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.180505

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interference of the Bloch phase in layered materials with stacking shifts2017

    • 著者名/発表者名
      R. Akashi, Y. Iida, K. Yamamoto, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 ページ: 245401-245401

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.245401

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonempirical Calculation of Superconducting Transition Temperatures in Light-Element Superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      R. Arita, T. Koretsune, S. Sakai, R. Akashi, Y. Nomura, and W. Sano
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 1602421 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1002/adma.201602421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Refined phase diagram of the H-S system with high-Tc superconductivity2017

    • 著者名/発表者名
      I. Kruglov, R. Akashi, S. Yoshikawa, A. R. Oganov, and M. M. D. Esfahani
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 220101-220101

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.220101

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 第一原理計算による硫化水素における圧力誘起超伝導の研究2018

    • 著者名/発表者名
      明石遼介
    • 学会等名
      第二回かけはし研究会「温度変化で発電するモバイル発電器」
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantifying the Impact of Plasmon and Paramagnon Effects in "Conventional" Superconductors from the First Principles2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Akashi
    • 学会等名
      Interdisciplinary Symposium on Modern Density Functional Theory (iDFT)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmon and paramagnon effects in "conventional" superconductors studied with density functional theory2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Akashi
    • 学会等名
      Electron Correlation in Superconductors and Nanostructures (ECSN-2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-principles study of superconductors: recent advances2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Akashi
    • 学会等名
      20th Asian workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations (ASIAN-20)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interference of the Bloch phase in stacked periodic structures2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Akashi
    • 学会等名
      第47回トポロジカル物質科学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン揺らぎ効果を取り入れた超伝導転移温度の第一原理計算II: 動的揺らぎの考慮およびプラズモン効果との競合2017

    • 著者名/発表者名
      堤建太朗、河村光晶、◯明石遼介、常行真司
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [学会発表] 層状物質における電子状態の積層パターン依存性についての一般論2017

    • 著者名/発表者名
      明石遼介、飯田耀、山本航平、吉澤香奈子
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [学会発表] 超伝導密度汎関数理論の発展:理論および応用2017

    • 著者名/発表者名
      明石遼介
    • 学会等名
      NIMS-MANA 理論グループセミナー
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-07-19  

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