| 研究課題/領域番号 |
18K03456
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
草部 浩一 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10262164)
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| 研究分担者 |
石田 邦夫 宇都宮大学, 工学部, 教授 (40417100)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 強相関電子系 / 密度汎関数法 / 銅酸化物 / エキシトン / RPA / 多体摂動論 / 層状物質 / 原子層物質 |
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| 研究実績の概要 |
多配置参照密度汎関数法に基づき、遮蔽相互作用が現れる局所軌道と相互作用強度(U)を自己無撞着決定するACFDT-RPA+U法やLDA+U+RPA法を作成すると、断熱ポテンシャル面(PES)の強電子相関による変調効果がファンデルワールス物質の弾性定数を20%以上も改善して実験を説明する。グラファイトのPESではこれが非調和項として現れるが、令和２年度はグラフェン面上に吸着した芳香族分子においても同様の効果が現れることをLDA+U+RPA法を用いて明らかにした。この効果は、超音波計測法による生体センサーの機能強化等でも設計精度を向上させる。
銅酸化物のバッファ層元素置換効果が超伝導転移温度上昇を起こすことを予測し、Uの物質依存性とフェルミ面形状効果から、既知の水銀一層系を超える一層系が複数存在することを報文で報告した。未合成の物質系を含む多様な系で、超伝導転移温度が類似物質よりも上昇する可能性が示された。銅酸化物のオーバードープ域に見られる強磁性的揺らぎ効果を電子相関効果(U)の物質依存性から解明し、反強磁性揺らぎがこの領域で抑えられる起源がUのドーピング依存性にもよることを議論した。
Ni/BN/Ni接合系の交差相関による電場変調した磁気抵抗効果に関する計算結果を公開し、さらにNi/BN/Graphene/BN/Ni系などの1000を超えるTMRを示す強い磁気抵抗効果を、理論シミュレーションにより示した。Bi2Se3におけるトポロジカル量子効果に現れる薄膜化効果を調べて、PESの決定が未知のバンド変調効果に関係する可能性をシミュレーションにより評価し、PEEM実験との直接比較を進めた。
水素吸着・脱離反応、アルカン脱水素反応等の産業応用上重要な系において、PESの物質依存性探索、構造探索を可能にする反応ダイナミクス計算を、遺伝的アルゴリズムの適用により高速化した。
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