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現在の多体電子状態計算には、パラメーターフリーに物質の個性を反映した計算が実行できる密度汎関数理論に基づく第一原理計算の方法と多体効果を精密に取り扱うことのできるモデル計算の方法がある。両者を融合するには、第一原理電子状態計算から、いかに低エネルギー有効模型を作るか(downfolding)が重要なポイントとなる。
本課題では、局在ワニエ軌道という概念をキーワードにしたdownfoldingに関する方法論の開発に従事している。本年度は、低エネルギーの有効模型が非常に簡単な(フラストレーションのある)スピン模型になることが期待されるソーダライトをターゲット物質に選び、方法論の開発に従事した。相互作用パラメータの評価方法としては、現在constrained LDAと呼ばれる手法と、constrained RPAと呼ばれる手法が知られているが、その両者の関係、長所短所などの詳細は完全に理解されていない。ナトリウムクラスターを吸蔵したソーダライトに対して両手法を適用し、その結果を検討しながら考察を進めている。
一方、第一原理計算から導かれた低エネルギー模型をいかに解くかという問題について、多軌道系の解析に適した手法の開発や、低温の解析に適した手法の開発にも取り組んできた。本年度は、LiV_2O_4という遷移金属でありながら重い電子的振る舞いをみせるフラストレーション系に対してこれまで開発をすすめてきた動的平均場理論の手法を適用し、その結果を公表した。
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