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2023 年度 研究成果報告書

第一原理量子モンテカルロ法を用いた層状物質に対する第一原理フォノン計算の実現

研究課題

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研究課題/領域番号 21K03400
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

前園 涼  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40354146)

研究分担者 本郷 研太  北陸先端科学技術大学院大学, 情報社会基盤研究センター, 准教授 (60405040)
中野 晃佑  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 独立研究者 (50870903)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード第一原理 / 拡散モンテカルロ / フォノン / 層状物質 / 電子相関
研究成果の概要

第一原理量子モンテカルロ法を用いたフォノン計算を実現する研究を実施した。「波動関数空間での位相構造を考慮した勾配算定」に着目してフォース算定を実現した。現実系層状物質を対象とした量子モンテカルロ計算を確立した。フォース算定の信頼性に大きな影響を与える要因として、擬ポテンシャルの局所近似の問題を浮き彫りとし、擬ポテンシャルの非局所型構成の根本に立ち戻り、L2型と呼ばれる新たな方法を提案・開発した。

自由記述の分野

物性理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子状態計算によるシミュレーション予見は、材料科学や生命科学に広く浸透した基盤分析手法となっている。
従前の電子状態計算法では記述信頼性が確保できない対象は、往々にして革新的物性を担い、本研究の対象となる層状物質もその一例である。本研究は、従前手法を超える記述信頼性実現を目的としたもので、広く材料科学や生命科学に亘って、電子状態計算によるシミュレーション予見の適用対象を拡げるという波及をもたらす。

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公開日: 2025-01-30  

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