| 研究課題/領域番号 |
20K15115
|
|---|
| 研究機関 | 金沢大学 |
|---|
研究代表者 |
山口 直也 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 特任助教 (70868116)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 電場 / スピン軌道相互作用 / スピン分裂 / ラシュバ効果 / 準安定構造 / 太陽電池 / 有機薄膜 / データ科学 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本年度はまず前年度に改良した電界効果を調べるための電場印加計算コードを磁性絶縁体への応用を試みた。スピン分裂の計算の際に考慮が必要なスピン軌道相互作用を取り入れた場合、電場印加時に誤った計算を行っていたため、さらなる計算コードの修正を行った。再び修正したコードを用いて、III-V、II-VI族半導体、IV族絶縁体に対して誘電率、ボルン有効電荷の計算を行うとともに、ZnTe、CdTe、AlSbの誘電特性についてスピン軌道相互作用の影響を調べた。先行研究の誘電率、ボルン有効電荷の値の再現ができ、原子基底を使用した電場印加計算コードの開発に成功したといえる。その定式化等の成果は国際学術誌に投稿中である。
巨大なバルクラシュバ効果を示すBiTeIを対象とした結晶構造予測によって得られたいくつかの準安定構造に、最安定構造と同様にスピン分裂が生じるものがあることが分かり、詳細に解析した結果、最安定構造とは異なるテクスチャ（形状）を持つスピン分裂を持つことが分かった。今後、結果をまとめ論文として投稿することを検討している。
スピン分裂の候補物質として集中的に太陽電池材料を調べるのに関連して、太陽電池デバイスグループとの共同研究を通じてデータベースを作成し、太陽電池材料の設計指針の提案を行った。約1500の近年の有機薄膜非フラーレン系太陽電池材料の論文から材料の特性データを抽出し、データ科学的手法に基づいて、高性能な材料の条件を導出した。得られた成果は国際学術誌Jpn. J. Appl. Phys.に掲載され、注目論文（Spotlights）として選出された。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
電界効果を調べるための計算コードについて、スピン軌道相互作用を考慮する場合にバグが含まれており誤った結果が得られることが分かったため、本年度において修正を施した。次年度よりスピン分裂の応用計算を行っていく。
|
| 今後の研究の推進方策 |
研究で作成した有機薄膜太陽電池材料データベースを活用し、有機薄膜に着目してスピン分裂を調べていき、材料の基本的な物性との関連性を調べる。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
引き続き新型コロナウイルスの影響のため学会のオフライン参加が無くなり、旅費の使用が無くなったため、及び、当初計画の研究遂行の遅れにより、次年度使用額が生じた。
計算コードの修正の必要が生じ、応用計算が当初の見込みに比べ行えなかったため、前年に計画した安定的な計算資源の確保のための中規模のワークステーションの導入は本年度には行わず、次年度に行う。
|
