2018 年度研究成果報告書

第一原理計算による5dパイロクロア酸化物超格子系の物性解明

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	16K17735
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	物性Ⅱ
研究機関	埼玉大学
研究代表者	品岡寛埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (40773023)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	第一原理計算 / 量子多体系 / 量子モンテカルロ法
研究成果の概要	強相関遷移金属化合物界面の電子構造計算を実現するため、その基盤技術である量子モンテカルロ法に基づく量子不純物ソルバーの開発を行った。特に、混成項展開法 (CT-HYB)、相互作用展開法 (CT-INT)の2つの異なる原理に基づいたC++コードを開発した。また、スパースモデリングと呼ばれるデータ科学の手法を利用して、量子モンテカルロデータからのスペクトル関数の推定、温度グリーン関数のデータサイズ圧縮が可能であることを示した。並行して、強相関化合物の物性を計算するためのオープンソースソフトウェアDCoreを開発した。
自由記述の分野	第一原理計算、量子多体系
研究成果の学術的意義や社会的意義	電子間の強い斥力から非自明な量子多体現象が生じる。遷移金属酸化物は、その舞台として近年精力的に研究されている。本研究計画では、その物性を第一原理計算から明らかにする基礎技術が成果として得られた。特に、動的平均場近似法に基づく計算において必須となる高性能な量子不純物ソルバーの開発、スペクトル関数の推定技術が開発された。また、温度グリーン関数をコンパクトに表現する新しい方法論が開発された。現実の物質の物性の効率的な計算や実験との比較において重要な技術である。