第一原理電子状態計算法を用いた核四重極共鳴周波数成分の解析

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25400342
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 播磨 尚朝 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50211496)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 核四重極共鳴 / 第一原理電子状態計算 / 強相関電子系 / 相転移 / 電場勾配

研究実績の概要

本課題研究の目的は、第一原理電子状態計算の手法を用いて、固体中の原子位置での電場勾配の微視的な起源を明らかにすることを計算手法として確立することにある。電場勾配を与える物理量の成分分析を行うことの利点は、微視的な物理描像が得られるばかりでなく、実験結果との不一致の原因を微視的な視点から明らかにすることで、電場勾配の計算方法の改良にもつながる。
今年度は、成分分析のプログラムを部分的に作成し、電荷分布の変化の微視的な起源と電場勾配の相関に関して新しい知見を得た。SmB6においては、圧力を印可し格子定数が小さくなると同時に4f電子数が少なくなるが、この時にB位置の電場勾配が減少するという実験結果の原因を探るために、格子定数を変化させずに人為的に4f電子位置を変化させてf電子数の減少と電場勾配の相関を見た。確かに、f電子数が減少するとB位置の電場勾配は小さくなるが、その原因は4f電子数の減少によるSm位置からの電場勾配の変化の影響によるものではなく、減少した4f電子がB位置に移動して増えたB位置からの寄与の変化に依る処が多いことが分かった。
また、TaPのTa位置のNQRの実験との比較を通じて、電気八極子相互作用を示唆する結果を得ており、その解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の目的である成分分析のプログラムの作成は計画より少し遅れているが、その中で順調に興味深い結果が出ている。一方で、スピン軌道相互作用における相対論的質量補正の効果や、反転対称性のない原子位置における電気八極子相互作用の影響を示唆する結果など、研究当初では予想できなかった重要な進展を見せている。

今後の研究の推進方策

現在進行中の成分分析のプログラムを早期に完成させる。これを用いて、SmB6やLaOBiS2系のBi-NQR周波数のF置換依存性などの理由を明らかにする。TaPにおけるTa位置のNQR実験と電場勾配の解析を通じて、高次多極子からの寄与の有無を明確にする。

次年度使用額が生じた理由

研究が順調に進んでおり、次年度以降に発表のための旅費や論文経費などとして使用するため。

次年度使用額の使用計画

ドイツとの共同研究の研究打合せや論文掲載料やオープンアクセス料として有効に利用する。

研究成果

• [国際共同研究] MPI-CPfS Dresden(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: MPI-CPfS Dresden
• [国際共同研究] CNRS-Grenoble/CEA-Grenoble(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CNRS-Grenoble/CEA-Grenoble
• [雑誌論文] Site-selective 11B NMR studies on YbAlB4 (2016)
  • 著者名/発表者名: S Takano, M S Grbic, K Kimura, M Yoshida, M Takigawa, E C T O'Farrell, K Kuga, S Nakatsuji, H Harima
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 683 ページ: 012008-1-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/683/1/012008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characteristic Fermi surfaces and charge density wave in SrAl4 and related compounds with the BaAl4-type tetragonal structure (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, T. Uejo, H. Harima, S. Araki, T.C. Kobayashi, M. Nakashima, Y. Amako, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 654 ページ: 290-299
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.08.193
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superconducting and Fermi Surface Properties of Single Crystal Zr2Co (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Teruya, M. Kakihana, T. Takeuchi, D. Aoki, F. Honda, A. Nakamura, Y. Haga, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 ページ: 034706-1-10
  • DOI: 10.7566/JPSJ.85.034706
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characteristic Fermi Surface Properties of V2Ga5, CoGa3, TiGa3, ZrGa3, and ZrAl3 with Different Tetragonal Structures (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Teruya, M. Takeda, A. Nakamura, H. Harima, Y. Haga, K. Uchima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 054703-1-15
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.054703
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 73Ge-Nuclear Magnetic Resonance/Nuclear Quadrupole Resonance Investigation of Magnetic Properties of URhGe (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kotegawa, K. Fukumoto, T. Toyama, H. Tou, H. Harima, A. Harada, Y.Kitaoka, Y. Haga, E. Yamamoto, Y. Onuki, K. M. Itoh, E. E. Haller
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 054710-1-7
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.054710
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Split Fermi Surface Properties in Ullmannite NiSbS and PdBiSe with the Cubic Chiral Crystal Structure (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kakihana, A. Teruya, K. Nishimura, A. Nakamura, T. Takeuchi, Y. Haga, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 094711-1-8
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.094711
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quasi-two-dimensional Fermi surfaces of the heavy-fermion superconductor Ce2PdIn8 (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Gotze, J. Klotz, D. Gnida, H. Harima, D. Aoki, A. Demuer, S. Elgazzar, J. Wosnitza, D. Kaczorowski, I. Sheikin
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 92 ページ: 115141-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.92.115141
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Transport and Magnetic Properties of EuAl4 and EuGa4 (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, T. Uejo, F. Honda, T. Takeuchi, H. Harima, E. Yamamoto, Y. Haga, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, M. Hedo, T. Nakama Y. Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 124711-1-9
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.124711
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fermi Surface Properties Based on the Relativistic Effect in SrBi3 with AuCu3-Type Cubic Structure (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kakihana, H. Akamine, T. Yara, A. Teruya, A. Nakamura, T. Takeuchi, M. Hedo, T. Nakama, Y Onuki, H. Harima
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 124702-1-7
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.124702
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electronic Structures and the Spin-splittings in Ullmannite-type Structure Compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Harima
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 114-120
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.016
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Studies of 27Al NMR in SrAl4 (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Niki, N. Higa, H. Kuroshima, T. Toji, M. Morishima, M. Minei, M. Yogi, A. Nakamura, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki, H. Harima
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 763-770
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.099
  • 査読あり
• [雑誌論文] De Haas-van Alphen Effect and Fermi Surface Properties in Ferromagnet LaCo2P2 and Related Compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Teruya, A. Nakamura, T. Takeuchi, F. Honda, D. Aoki, H. Harima, K. Uchima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 75 ページ: 876-883
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.113
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Split Fermi surfaces in chiral cubic ullmannite-type compounds (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Harima
  • 学会等名: Asia Pacific Workshop(APW) - CEMS Joint Workshop on “Highlights of modern condensed matter physics”
  • 発表場所: Okochi Hall, RIKEN, Wako, (Saitama)
  • 年月日: 2016-01-25 – 2016-01-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] パイライト型CoSe2の電子構造とフェルミ面 (2015)
  • 著者名/発表者名: 播磨尚朝
  • 学会等名: 第15 回琉球物性研究会
  • 発表場所: 琉球大学 理系複合棟102 教室
  • 年月日: 2015-11-28 – 2015-11-28
• [学会発表] The origin of band splitting due to the lack of space inversion symmetry (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Harima
  • 学会等名: Toyota RIKEN International Workshop
  • 発表場所: Nagoya University (Nagoya)
  • 年月日: 2015-11-17 – 2015-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electronic structures and the spin-splittings in ullmannite-type structure compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Harima
  • 学会等名: 20th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Palau de Congressos de Catalunya, Barcelona (Spain)
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [備考] HARIMA's Page
  • URL: http://www2.kobe-u.ac.jp/~hh/