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2018 年度 実績報告書

重い電子系化合物に対する第一原理的理論アプローチの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04021
研究機関立命館大学

研究代表者

池田 浩章  立命館大学, 理工学部, 教授 (90311737)

研究分担者 鈴木 通人  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10596547)
星野 晋太郎  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90748394)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード物性理論 / 第一原理計算 / 重い電子系 / 超伝導
研究実績の概要

長らく、本プロジェクトの中心課題である密度汎関数理論と動的平均場理論を融合したオリジナルコードの開発に従事してきたが、最終年度においてようやく電荷密度の自己無撞着計算までたどり着いた。そのベンチマークテストとして、典型的な重い電子系化合物であるCeRu2Si2の電子状態の計算を試み、これまで人工的に加えていた、f電子数を1に固定するための閉じ込めポテンシャルを外しても問題なく安定した計算を行えることを確認した。さらに、一般ユーザー向けにソースコードと入力ファイル、ヘルプファイルを充実するなど、ユーザーインターフェースの改善も行った。一般公開するまでにはまだしばらく時間が必要であるが、当初の計画通り、海外勢と肩を並べる程度にはコード開発が進んだと思われる。
また、電荷密度の自己無撞着計算を考慮しない範囲であれば、CeCu2Si2の2粒子相関において、通常の磁気ゆらぎに加えて、4極子のような電気的軌道ゆらぎが増強されていることや、Yb系における価数転移の可能性が、その予備計算にも現れていることを示した。これらは関連する実験事実も多く、もう少し精度の高い計算において考察すべき問題であると考えている。
さらに、動的平均場理論とは相補的な準粒子自己無撞着GW(QSGW)法を用いて、鉄系超伝導体、特に、FeSの電子状態を計算し、通常利用されるLDAやGGAといった交換相関ポテンシャルで問題となっている電子構造の有意なずれが改善されること、そして、dHvA測定の結果などを解析する上で非常に役立つことを示した。また、このQSGW法で得られたFeSeの有効模型に対してゆらぎ交換(FLEX)近似を適用することで、そのフェルミ面が実験で観測されているような形に変形することを示した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] フリブール大学(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      フリブール大学
  • [雑誌論文] Electronic Structure and Superconducting Gap Structure in BiS2-based Layered Superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Suzuki, Hidetomo Usui, Kazuhiko Kuroki, Takuya Nomoto, Kazumasa Hattori, and Hiroaki Ikeda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 88 ページ: 041008(1-13)

    • DOI

      10.7566/JPSJ.88.041008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical studies for identifying horizontal line nodes via angle-resolved density-of-states measurements: Application to Sr2RuO42019

    • 著者名/発表者名
      Kazushige Machida, Koki Irie, Katsuhiro Suzuki, Hiroaki Ikeda, and Yasumasa Tsutsumi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 99 ページ: 064510(1-14)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.064510

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accurate determination of the Fermi surface of tetragonal FeS via quantum oscillation measurements and quasiparticle self-consistent GW calculations2019

    • 著者名/発表者名
      Taichi Terashima, Naoki Kikugawa, David Graf, Hishiro T. Hirose, Shinya Uji, Yoshitaka Matsushita, Hai Lin, Xiyu Zhu, Hai-Hu Wen, Takuya Nomoto, Katsuhiro Suzuki, and Hiroaki Ikeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 99 ページ: 134501(1-7)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.134501

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Staggered ordered phases in the three-orbital Hubbard model2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ishigaki, J. Nasu, A. Koga, S. Hoshino, P. Werner
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 99 ページ: 085131(1-11)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.085131

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of electron correlations on spin excitation bandwidth in Ba0.75K0.25Fe2As2 as seen via time-of-flight inelastic neutron scattering2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Murai, Katsuhiro Suzuki, Shin-ichiro Ideta, Masamichi Nakajima, Kiyohisa Tanaka, Hiroaki Ikeda, and Ryoichi Kajimoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 97 ページ: 241112(R)(1-6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.241112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneously orbital-selective superconductivity in a three-orbital Hubbard model2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ishigaki, J. Nasu, A. Koga, S. Hoshino, P. Werner
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 98 ページ: 235120(1-7)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.235120

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Giant anomalous Nernst effect and quantum-critical scaling in a ferromagnetic semimetal2018

    • 著者名/発表者名
      Akito Sakai, Yo Pierre Mizuta, Agustinus Agung Nugroho, Rombang Sihombing, Takashi Koretsune, Michi-To Suzuki, Nayuta Takemori, Rieko Ishii, Daisuke Nishio-Hamane, Ryotaro Arita, Pallab Goswami, Satoru Nakatsuji
    • 雑誌名

      Nat. Phys.

      巻: 14 ページ: 1119-1124

    • DOI

      10.1038/s41567-018-0225-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Charge Self-Consistent LDA+DMFT法の重い電子系への適用2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人, 星野晋太郎, 池田浩章
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会 (九州大学)
  • [学会発表] Sr2RuO4における磁気感受率の超伝導ギャップ依存性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄大, 池田浩章, 町田一成
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会 (九州大学)
  • [学会発表] First-principles analysis of heavy-electron superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ikeda
    • 学会等名
      International Workshop on j-fermion Physics and Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] 重い電子系特有の非従来型超伝導発現機構2018

    • 著者名/発表者名
      星野晋太郎
    • 学会等名
      第3回富山物性研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] CaFeAsFのフェルミ面とベリー位相2018

    • 著者名/発表者名
      寺嶋太一, 廣瀬陽代, David Graf, Yonghui Ma, Gang Mu, Tao Hu, 鈴木雄大, 宇治進也, 池田浩章
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [学会発表] 非弾性中性子散乱によるBa0.75K0.25Fe2As2のスピン揺らぎ:遍歴描像からのアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      村井直樹, 鈴木雄大, 中島正道, 出田真一郎, 田中清尚, 池田浩章, 梶本亮一
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [学会発表] QSGW法を用いた鉄系超伝導体の電子状態の解析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄大, 小倉大志, 榊原寛史, 小谷岳生, 池田浩章
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [学会発表] LDA+DMFT法による重い電子系の多極子感受率2018

    • 著者名/発表者名
      星野晋太郎, 鈴木通人, 池田浩章
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [学会発表] セリウム系重い電子化合物に対するLDA+DMFTの適用2018

    • 著者名/発表者名
      池田浩章, 星野晋太郎, 鈴木通人
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [学会発表] LDA+DMFT法によるYb系化合物の価数状態と準粒子スペクトル2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人, 星野晋太郎, 池田浩章
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会 (同志社大学)
  • [学会発表] Kondo effect and superconductivity in correlated systems with electron and hole Fermi surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      星野晋太郎
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理 平成30年度領域全体会議

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公開日: 2019-12-27  

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