研究課題
本研究の目的は、物性実験から物理情報を抽出するため、高性能計算統計の方法論に基づく新しい解析手法を確立すること、また、その解析結果を実験にフィードバックさせた高効率な実験計画法を提案することである。この目的の達成に向けて、本年度は以下の研究を実施した。(1) 角度分解光電子分光（ARPES）の実験データから計算統計の方法によって情報を抽出する方法論について、定期的なオンラインミーティングを行い検討を行った。その結果、ARPESスペクトルからバンド計算等の結果を使わずにエネルギー分散を導く「エネルギー分散決定法」、および実験データから物質の微視的パラメーター（スピン軌道相互作用の大きさなど）を決定する「モデル選択法」の定式化を行った。具体的な実験データを用いた検証は現在進行中である。(2) X線を化合物に照射すると、コンプトン散乱により波長の長いX線が観測される。このX線を観測することで、化合物中の電子の運動量分布の情報が得られる。しかし、得られるデータは、運動量分布を散乱ベクトルに射影（2重積分）したものであるため、3次元波数空間中の運動量分布の情報を得ることは困難である。本研究では、この問題にスパースモデリングを応用し、コンプトン散乱のデータから3次元波数空間における運動量分布を再構成する方法を考案した。実際に第一原理計算による化合物のデータを用いた数値計算により、この新しい方法論の有用性を実証した。この成果は投稿準備中である。
2: おおむね順調に進展している
当初の計画であるARPESデータに対する新しい方法論については、順調に理論を詰めている段階である。また、当初の計画にはなかった（しかし関連した）コンプトン散乱データに対する新しい方法論も論文投稿まで見通しができている状況である。
研究実績(2)のコンプトン散乱に対する新し方法論については、論文の投稿を行う。研究実績(1)のARPESデータに対する新しい方法論については、数値計算を行い理論の実証を行い、来年度中に論文投稿まで完了する計画である。
コロナウイルスの影響でほとんどの学会や出張が中止になったため、繰越の必要が生じた。繰越額は翌年度分の助成金と合わせて、計算機クラスターやデータサーバー、および実験消耗品の購入に充てる計画である。また、コロナウイルスによるヨーロッパのロックダウンにより、海外メーカでの装置修理が計画より長引いた。装置修理費用については繰越を行い、翌年度執行する。
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すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件)
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