物質の低エネルギー有効模型の第一原理導出とこれを用いた実証研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22740215
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 九州工業大学 (2012); 東京大学 (2010-2011)
• 研究代表者: 中村 和磨 九州工業大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60525236)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 第一原理計算 / 強相関電子系 / 有効模型 / 物性物理

研究概要

Ab initio downfolding 法の開発とこれを用いた実証研究を行った。現実物質の多様性に適用できるように、乱雑位相近似コード、GW 自己エネルギーコードの大規模並列化を行い、これを用いて、遷移金属化合物、有機化合物、アルカリ金属充填ゼオライト、フラーレンなど様々な強相関電子系の有効模型導出を行った。得られた有効模型を実際に低エネルギーソルバーを用いて解析し、ab initio downfolding 法の有用性と信頼性を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Ab initio two-dimensional multiband low-energy models of EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 and k-(BEDT -TTF)2Cu(NCS)2 with comparisons to single-band models (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Yoshihide Yoshimoto, and Masatoshi Imada
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 205117-1-9
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.86.205117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Onsite Interaction for Dynamical Mean-Field Theory (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nomura, M. Kaltak, K. Nakamura, C. Taranto, S. Sakai, A. Toschi, R. Arita, K. Held, G. Kresse, M. Imada
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 085117-1-8.
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.86.085117
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-temperature Superconductivity in Layered Nitrides b-LixMNCl (M=Ti, Zr, Hf): Insights from Density functional Theory for Superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Akashi, Kazuma Nakamura, Ryotaro Arita, Masatoshi Imada
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 054513-1-16
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.86.054513
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio Evidence for Strong Correlation Associated with Mott Proximity in Iron-base Superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Misawa, Kazuma Nakamura, Masatoshi Imada
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 ページ: 177007-1-5
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.177007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio derivation of electronic low-energy models for C60 and aromatic compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nomura, Kazuma Nakamura, Ryotaro Arita
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 155452-1-12
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.85.155452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mott Transition and Phase Diagram of k-(BEDT -TTF)2Cu(NCS)2 Studied by Two Dimensional Model Derived from Ab initio Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Shinaoka, Takahiro Misawa, Kazuma Nakamura, Masatoshi Imada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 034701-1-12
  • DOI: DOI: 10.1143/JPSJ.81.034701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of transition-metal substitution in the iron-based superconductor LaFeAsO:Momentum- and real-space analysis from first principles (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Konbu, K. Nakamura, H. Ikeda and R. Arita
  • 雑誌名: Solid State Communications 巻: 152 ページ: 728-734
  • DOI: DOI: http;//dx.doi.org/10.1016/j.ssc.2011.12.048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Properties of Ab initio Model of Iron-Based Superconductors LaFeAsO (2011)
  • 著者名/発表者名: Misawa Takahiro, Nakamura Kazuma, Imada Masatoshi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 023704-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of hybrid functionals applied to structural and electronic properties of semiconductors and insulators (2011)
  • 著者名/発表者名: Yu-ichiro Matsushita, Kazuma Nakamura, Atsushi Oshiyama
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 075205-1-13
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.84.075205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio Derivation of Correlated Superatom Model for Potassium Loaded Zeolite A (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Nohara, Kazuma Nakamura, Ryotaro Arita
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 124705-1-7
  • DOI: DOI: 10.1143/JPSJ.80.023704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi-Suface Evolution by Transition-Metal Substitution in the Iron-based Superconductor LaFeAsO (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Konbu, K. Nakamura, H. Ikeda an R. Arita
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 123701-1-4
  • DOI: DOI: 10.1143/JPSJ.80.123701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio Low-Dimensional Physics Opened Up by Dimensional Downfolding: Application to LaFeAsO (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Yoshihide Yoshimoto, Yoshiro Nohara, and Masatoshi Imada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 23708-1-4
  • DOI: DOI: 10.1143/JPSJ.79.123708
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles calculation of transition-metal impurities in LaFeAsO (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Ryotaro Arita, Hiroaki Ikeda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 144512-1-9
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.83.144512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Ab initio Low-Energy Models for LaFePO, LaFeAsO, BaFe2As2, LiFeAs, FeSe and FeTe: Electron Correlation and Covalency (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Miyake, Kazuma Nakamura, Ryotaro Arita, and Masatoshi Imada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79 ページ: 044705-1-20
  • DOI: DOI: 10.1143/JPSJ.79.044705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local atomic structure of superconducting FeSe1-xTex (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Louca, K. Horigane, A. Llobet, R. Arita, S. Ji, N. Katayama, S. Konbu, K. Nakamura, T.-Y.Koo, P. Tong, and K. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81 ページ: 134524-1-8
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.81.134524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio GW calculation for organic compounds (TMTSF)2PF6
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Shiro Sakai, Ryotaro Arita, Kazuhiko Kuroki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: arXiv:1306.0354
  • 査読あり
• [学会発表] 金属系の第一原理GW計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨
  • 学会等名: 第2回 強相関電子系理論の最前線 -若手によるオープン・イノベーション-
  • 発表場所: 於 勝浦観光ホテル
  • 年月日: 20121213-15
• [学会発表] Ab initio low-energy models for organic materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Yoshihide Yoshimoto,Masatoshi Imada
  • 学会等名: International Symposium on Material Science Opened by Molecular Degree of Freedom (MDF2012)
  • 発表場所: Phoenix Seagaia Resort, Miyazaki, Japan
  • 年月日: 20121201-04
• [学会発表] Massive parallelization of ab initio constrained RPA and GW codes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura and Masatoshi Imada
  • 学会等名: Conference on Computational Physics (CCP2012)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20121014-18
• [学会発表] Ab initio low-energy model for organic materials; About spin liquid on EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura
  • 学会等名: International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
  • 発表場所: Osaka University Hall
  • 年月日: 20121011-13
• [学会発表] Ab initio derivation of low-energy effective model based on Constrained many-body perturbation theory (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Yoshiro Nohara, Yoshihide Yoshimoto
  • 学会等名: International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
  • 発表場所: Osaka University Hall
  • 年月日: 20121011-13
• [学会発表] The G0 dependence of low-energy model: GGA, Hartree, Hartee-Fock starting points (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura
  • 学会等名: JST -CREST program "High-accuracy hierarchical and many-body schemes for materials simulations"
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20120625-26
• [学会発表] 第一原理有効模型の G0 依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨, 野原善郎, 吉本芳英
  • 学会等名: 日本物理学会 2012秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Effective model from first principles (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura
  • 学会等名: PGI-1 Seminar
  • 発表場所: Juelich FORSCHUNGSZENTRUM, Germany
  • 年月日: 2012-02-09
• [学会発表] スピン液体 EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 の第一原理有効模型導出:単一および二軌道模型の比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨、吉本芳英、今田正俊
  • 学会等名: 日本物理学会(秋)
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Ab initio Low-Dimensional Physics Opened Up by Constrained RPA for Energy and Space: Applications to LaFeAsO and ￥kappa-(BEDT -TTF)2X (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, Y. Yoshimoto, Y. Nohara, and M. Imada
  • 学会等名: American Physical Society, March Meeting
  • 発表場所: Dallas, Texas, USA
  • 年月日: 20110321-25
• [学会発表] Ab initio low-dimensional physics opened up by constrained RPA for energy and space: Applications to LaFeAsO and ￥kappa-(ET)2Cu(SCN)2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Yoshihide Yoshimoto, Yoshiro Nohara, and Masatoshi Imada
  • 学会等名: International symposium Nanocience and Quantum Physics
  • 発表場所: The international House of Japan, Minato-ku Tokyo
  • 年月日: 20110126-28
• [学会発表] 物質の有効模型 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨
  • 学会等名: 強相関電子系理論の最前線-若手によるオープンイノベーション
  • 発表場所: 勝浦観光ホテル
  • 年月日: 2011-12-21
• [学会発表] 第一原理有効模型導出のための RPA コードの大規模並列化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨
  • 学会等名: CMSI 若手技術交流会
  • 発表場所: 理化学研究所計算科学研究機構
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] 第一原理からの物質の低エネルギー有効模型構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨
  • 学会等名: 山形大物性セミナー
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] 第一原理計算に基づく有効模型導出と高精度模型解析-鉄系超伝導体の低エネルギー物性に対する強相関アプローチからの考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨
  • 学会等名: 鉄系高温超電導の物理
  • 発表場所: 京大基礎物理学研究所
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] Ab initio Derivation of Correlated Superatom Model for Potassium Loaded Zeolite A (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Ryotaro Arita, Yoshiro Nohara, Takehito Nakano, Yasuo Nozue
  • 学会等名: 16th International Symposium on Intercalation Compounds
  • 発表場所: Czech Republic
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 空間次元を縮約するための第一原理downfolding 法 の 開 発 : LaFeAsO およびkappa-(BEDT -TTF)2X への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨、吉本芳英、野原善郎、今田正俊
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 20100923-27
• [学会発表] 鉄系超伝導体の不純物ポテンシャルの第一原理計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村和磨、有田亮太郎、池田浩章
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 20100923-27
• [学会発表] Comparison of Abinitio Low-Energy Model for LaFePO, LaFeAsO, BaFe$_2$Se$_2$, LiFeAs, FeSe, and FeTe (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Nakamura, Takashi Miyake, Ryotaro Arita, and Masatoshi Imada
  • 学会等名: American Physical Society, March Meeting
  • 発表場所: Portland, Oregon, USA
  • 年月日: 20100315-19