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2013 年度 実績報告書

密度汎関数変分法による遷移金属酸化物の電子状態計算

研究課題

研究課題/領域番号 23540408
研究機関大阪大学

研究代表者

草部 浩一  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10262164)

研究分担者 丸山 勲  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (20422339)
キーワード密度汎関数法 / 遷移金属酸化物 / 電子状態計算 / 強相関電子系 / 変分法 / 銅酸化物高温超伝導体
研究概要

密度汎関数変分法(DFVT)による標準電子模型を与える経路積分法による厳密な定式化を日本物理学会において公開した。アップコンバージョン法が定める多体散乱過程の振幅を典型的なモット絶縁体であるLa214において評価し、モット絶縁性を示す結果が得られることを公表した。この定式化では知られている多体電子系用のソルバーであるC-DMFT, VCA, FLEX+vertex correctionなどの方法が直ちに適用できる。
物質設計として、多層系銅酸化物の未知候補物質の選定を進め、多層Hg系において基本的な電子構造決定パラメータである3d軌道間エネルギー差及びフェルミ面形状制御因子が、正孔ドープ量やCuO2層数に殆ど依存しないことを確定して、物質設計基準を定めた。さらに、未合成の化合物CdBa2Ca2Cu3O8-dが、Tc>130Kの転移温度が実験的に確定しているHg系に匹敵する超伝導性を発現しうることを結論する数値データを得た。このデータに基づいて、実験グループに合成可能性を示した。
α相MNX系超伝導体で未知であったpyridine-TiNClにおけるドーピング機構が、環境中の水分から発する還元作用として説明しうることを理論的に示した。これにより、α相MNXで層間ペアホッピング機構が重要となることを論じた。
実験グループとの連携により、適切な水素化欠陥構造をもつグラフェンを作成・解析して、欠陥起源の強相関効果である局在電子状態の発生を確定した。これは、化学反応制御によるエッジ状態とその磁性状態のスイッチングが可能であることを示すものである。
電子間斥力散乱起源の超過程を評価するため、DFVT計算に基づく物質中の2体電子散乱振幅を考慮し、2体グリーン関数決定が可能となる数値対角化計算プログラムを作成した。これらの研究実施によって、多配置参照密度汎関数法に基づく計算技術の公開を進めた。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Direct imaging of monovacancy-hydrogen complexes in a single graphitic layer2014

    • 著者名/発表者名
      Maxim Ziatdinov
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 ページ: 155405-1-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.89.155405

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fermi surface shape controlling by element substitution in Tl-based cuprates2014

    • 著者名/発表者名
      Satoaki Miyao
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan Supplement

      巻: 83 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] La214における多体散乱振幅評価とモット転移2014

    • 著者名/発表者名
      草部浩一
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] 計算機シミュレーションによる多層系銅酸化物の物質構造と電子状態パラメータの相関2014

    • 著者名/発表者名
      宮尾哲亮
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] Electronic state and charge analysis calculation of H2 adsorption on graphene with vacancy2014

    • 著者名/発表者名
      Sunnardianto Gagus Ketut
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川
    • 年月日
      20140327-20140327
  • [学会発表] Two orbital analysis on the correlation between Tc and the Fermi surface shape in the cuprate superconductor2014

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakakibara
    • 学会等名
      2014 APS March Meeting
    • 発表場所
      Colorado Convention Center, Denver, USA
    • 年月日
      20140303-20140307
  • [学会発表] Charge distribution of hydrogenated graphene with a vacancy2013

    • 著者名/発表者名
      Sunnardianto Gagus Ketut
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島
    • 年月日
      20130928-20130928
  • [学会発表] 多層系銅酸化物の元素置換によるフェルミ面変形効果の研究2013

    • 著者名/発表者名
      宮尾哲亮
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島
    • 年月日
      20130926-20130926
  • [学会発表] ペロブスカイト型複合酸化物表面における酸素搖動性触媒反応のエネルギー論2013

    • 著者名/発表者名
      草部浩一
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島
    • 年月日
      20130926-20130926
  • [学会発表] 多配置参照密度汎関数理論による遷移金属酸化物における磁気的超過程の解析2013

    • 著者名/発表者名
      草部浩一
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島
    • 年月日
      20130926-20130926
  • [学会発表] pyridine-TiNClのドーピング機構2013

    • 著者名/発表者名
      草部浩一
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島
    • 年月日
      20130925-20130925
  • [学会発表] Direct imaging of nanoholes with hydrogen-passivated edges and monovacancy-hydrogen complexes in graphite single layer2013

    • 著者名/発表者名
      Maxim Ziatdinov
    • 学会等名
      5th International Conference on Recent Progress in Graphene Research
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      20130912-20130912
  • [学会発表] Transport properties of graphene with hydrogenated atomic vacancies2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Kudo
    • 学会等名
      5th International Conference on Recent Progress in Graphene Research
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      20130911-20130911
  • [学会発表] Curious structure dependence of charge distribution and localized electron modes in hydrogenated graphene and hydrogenated graphene vacancy2013

    • 著者名/発表者名
      Sunnardianto Gagus Ketut
    • 学会等名
      5th International Conference on Recent Progress in Graphene Research
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      20130911-20130911
  • [学会発表] Fermi surface shape controlling by element substitution in Tl-based cuprates2013

    • 著者名/発表者名
      Satoaki Miyao
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      20130807-20130807
  • [学会発表] Bader charge analysis of hydrogenated graphene with a vacancy2013

    • 著者名/発表者名
      Sunnardianto Gagus Ketut
    • 学会等名
      17th International Symposium on Intercalation Compounds
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      20130514-20130514
  • [学会発表] Theoretical study of a stable metallic phase of Kxpicene by potassium insertion2013

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Yamada
    • 学会等名
      17th International Symposium on Intercalation Compounds
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      20130514-20130514
  • [備考] 大阪大学大学院基礎工学研究科物質創成専攻未来物質領域草部研究室

    • URL

      www.artemis-mp.jp

  • [産業財産権] 電子状態計算方法、電子状態計算装置及びコンピュータプログラム2011

    • 発明者名
      草部浩一、丸山勲
    • 権利者名
      草部浩一、丸山勲
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特許第5447674号
    • 出願年月日
      2011-08-17
    • 取得年月日
      2014-01-10

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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