高圧極限環境を活用した物質合成シミュレーション手法の開発・応用

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17064013
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 長柄 一誠 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (10135676)
• 研究分担者: 下司 雅章 大阪大学, ナノサイエンス・ナノデクノロジー研究推進機構, 特任助教 (70397660) ; 小田 竜樹 金沢大学, 自然科学研究科, 准教授 (30272941) ; 長尾 秀実 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (30291892)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: 超伝導 / 高圧 / 分子性固体

研究概要

第一の成果はメタダイナミクス法が、高圧未知構造探索法として有効であることを、リン、カルシウムの未知構造決定を通して証明した。次に高圧下での超伝導転移温度の予測で、第一原理に基づく計算が、フォノン起源の圧力誘起超伝導に関し、実験値の良い予測値を与えることを示すことが出来た。圧力下での新物質合成に関しては、CaN,SrN等が磁性元素を持たないにもかかわらず磁性を持つこと、また準安定相として存在可能を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Theoretical study of the structure of calcium in phases IV and V via ab initio metadynamics simulation (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, A. Ichikawa, H. Nagara, M. Geshi, K. Kusakabe, and N. Suzuki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B77 ページ: 020101(R)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge-Density Waves, Incommensurate Modulatoins, and Superconductivity in Phosphorus and Iodine (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ishikawa, Hitose Nagara, Kiichiro Mukose, Koichi Kusakabe, Hiroshi Miyagi, and Naoshi Suzuki
  • 雑誌名: High Pressure Research 28 ページ: 459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Evidences for Enhanced Superconducting Transition Temperature of CaSi_2 in a High-Pressure AlB_2 Phase (2008)
  • 著者名/発表者名: Akitaka Nakanishi, Takahiro Ishikawa, Hitose Nagara, and Kouichi Kusakabe
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 77 ページ: 104712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shynthetic ferromagnetic nitrides : First-Principles calculations of CaN and SrN (2007)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Geshi Koichi Kusakabe, Hitose Nagara, and Naoshi Suzuki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B76 ページ: 054433
  • 査読あり
• [雑誌論文] Half-metallic p-electron ferromagnetism in Ca and Sr pnictides (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Geshi, K. Kusakabe, H. Nagara, and N. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Japan 76 ページ: 074717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab-initio Calculations for High Pressure Phases of Ar(H_2)_2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Naoki Matsumoto and Hitose Nagara
  • 雑誌名: Condens. Matter 19 ページ: 365237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygen at High Pressures : Thoretical Approach to Monoatomic Phases (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Oda, K. Sugimori, H. Hagao, I. Hamada, S. Kagayama, M. Geshi, H. Nagara, K. Kusakabe, and N. Suzuki, J.
  • 雑誌名: J. Phys. : Condens. Matter 29 ページ: 365211
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しい理論的手法により最近決定された超高圧下の単体構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 長柄一誠, 石河孝洋
  • 雑誌名: 固体物理 Vol.42 No.12 ページ: 19-29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determining the Structure of Phosphorus in Phase IV (2006)
  • 著者名/発表者名: Pakahiro Ishikawa, Hitose Nagara, Koichi Kusakabe, and Naoshi Suzuki
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 96 ページ: 095502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab-initio Calculation of Lattice Dynamics and Superconductivity in FCC Lithium and Iodine and BCC Tellurium. (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Uma MAHESUWARI, H. Nagara, K. Kusakabe, and N. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Japan 74 ページ: 3227
  • 査読あり
• [雑誌論文] ノンコリニアー磁性の第一原理分子動力学と液体酸素のシミュレーション (2005)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 第60巻第1号 ページ: 35
  • 査読あり
• [学会発表] リン、ハロゲン、カルコゲン高圧固体における変調構造、電荷密度波と超伝導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長柄一誠、石河孝洋、草部浩一、鈴木直
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] CsCl構造CaNの構造安定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下司雅章、長柄一誠
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 高圧縮カルシウムの格子ダイナミクスと超伝導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石河孝洋、長柄一誠、草部浩一、鈴木直
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 高温超伝導を示すカルシウムIV相V相におけるフォノンモードの解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石河孝洋、長柄一誠、草部浩一、鈴木直
  • 学会等名: 日本高圧学会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] 高圧下で出現する単体の複雑構造とその原因 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長柄一誠、石河孝洋、鈴木直
  • 学会等名: 日本高圧学会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] 第一原理計算による高圧構造探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石河孝洋、長柄一誠、草部浩一、鈴木直
  • 学会等名: 日本高圧学会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-20
• [学会発表] 第一原理計算によるカルシウムの構造相転移と超伝導 (2007)
  • 学会等名: 日本高圧学会
  • 発表場所: 倉吉
  • 年月日: 2007-11-20
• [学会発表] 第一原理分子同力学法と格子振動計算による高圧縮水素の構造探索 (2006)
  • 著者名/発表者名: 石河孝洋、長柄一誠、草部浩一、鈴木直
  • 学会等名: 日本高圧学会
  • 発表場所: 室蘭
  • 年月日: 2006-11-29
• [学会発表] 高圧固体酸素の構造に関する理論的研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小田竜樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 千葉大
  • 年月日: 2006-09-23
• [産業財産権] 磁性を有するアルカリ土類金属窒化物とその製造方法 (2006)
  • 発明者名: 下司雅章、草部浩一、長柄一誠、鈴木直
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許, 特願2006-115018
  • 出願年月日: 2006-04-18