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2013 年度 実施状況報告書

第一原理計算による強誘電体ナノ界面の巨大ラシュバ系探索とスピン流の起源解明

研究課題

研究課題/領域番号 25790007
研究種目

若手研究(B)

研究機関金沢大学

研究代表者

石井 史之  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (20432122)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードラシュバ効果 / 強誘電体 / ナノ界面 / スピン流
研究概要

強誘電体PbTiO3のラシュバ効果について、分極反転で運動量空間のスピンテキスチャの渦が反転することを確認した。また、ラシュバ係数の大きさも見積り、Bi薄膜表面と同程度の大きさが得られることを明らかにした。SrTiO3, BaTiO3についても計算を実施し、ラシュバ係数を明らかにした。また、PbTiO3薄膜について、電気分極によって特異なスピン構造が出現することを発見した。

現在までの達成度 (区分)
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

当初の予定は①強誘電体バルク、②強誘電体表面・界面、③金属基板上のグラフェンに関するラシュバ効果を調べることであった。①については、強誘電体PbTiO3, BaTiO3, SrTiO3のバルク、②についてはPbTiO3薄膜の表面におけるラシュバ効果とスピン流の予測をおこなっている。③についてはNi(111)基板上のグラフェンのラシュバ効果について調べた。当初の計画どおり進んでいる。

今後の研究の推進方策

当初の計画どおり、テーマ①については、バルク強誘電体については、分極方向とラシュバ効果の相関を明らかにする。テーマ②については、強誘電体界面分極効果とラシュバ効果に着いて調べる。テーマ③については、グラフェンの絶縁体基板上のラシュバ効果について調べる。

次年度の研究費の使用計画

購入予定であった計算機がモデルチェンジにより、仕様が大きく変更される時期であったため、モデルチェンジ後について、調査し、購入計画の再考が必要であるため、購入時期を次年度に変更した。
8月-11月に計算機の規模を少し縮小し、設備品ではなく、50万円以下の消耗品として購入する。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Tunable Rashba effect on strained ZnO: First-principles density-functional study2014

    • 著者名/発表者名
      M. A. Absor, H. Kotaka, F. Ishii, and M. Saito
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 ページ: 053002(1-4)

    • DOI

      10.7567/APEX.7.053002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles study of carrier-induced ferromagnetism in bilayer and multilayer zigzag graphene nanoribbons2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sawada, F. Ishii, and M. Saito
    • 雑誌名

      Applied physics Letters

      巻: 104 ページ: 143111(1-3)

    • DOI

      10.1063/1.4870766

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化物界面における熱電効果の第一原理計算2014

    • 著者名/発表者名
      水田耀ピエール,石井史之
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140329-20140329
  • [学会発表] Tunable Rashba spin rotation of strained ZnO: First-principles density functional study2014

    • 著者名/発表者名
      Moh Adhib Ulil Absor,Hiroki Kotaka,Fumiyuki Ishii,and Mineo Saito
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] LaMO3/SrTiO3(M=Al,Mn)の第一原理計算:面方位と基板依存性2014

    • 著者名/発表者名
      西田美穂,石井史之,大西峰志,小鷹浩毅,斎藤峯雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] 遷移金属酸化物表面・界面における磁性不純物とラシュバ効果の第一原理計算2014

    • 著者名/発表者名
      石井史之,小鷹浩毅
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] 第一原理計算による遷移金属酸化物トポロジカル絶縁体の探索2014

    • 著者名/発表者名
      加藤毅大,小鷹浩毅,石井史之
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] Ni基板上グラフェンの電子状態計算2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤諭史,斎藤峯雄,石井史之
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140328-20140328
  • [学会発表] First-Principles study on pyrochlore iridates and rhodates: metal-insulator transition, magnetism, and topology2014

    • 著者名/発表者名
      F. Ishii, Y. P. Mizuta, T. Kato, H. Weng, T. Ozaki, S. Onoda
    • 学会等名
      International Workshop on Frustration and Topology in Condensed Matter Physics
    • 発表場所
      National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
    • 年月日
      20140213-20140216
    • 招待講演
  • [学会発表] 遷移金属酸化物におけるRashba効果の第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      石井史之、大西峰志、西田美穂、小鷹浩毅、斎藤峯雄
    • 学会等名
      物性研スパコン共同利用・CMSI 合同研究会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県)
    • 年月日
      20131210-20131213
  • [学会発表] スピン軌道相互作用が熱電能にもたらす効果2013

    • 著者名/発表者名
      水田耀ピエール, 石井史之
    • 学会等名
      2013年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      20131123-20131123
  • [学会発表] 人工超格子(LaMnO3)n/(SrTiO3)mの第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      西田美穂, 石井史之, 小鷹浩毅, 斎藤峯雄
    • 学会等名
      2013年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      20131123-20131123
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体 Bi2Te3と関連物質の表面状態における第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      加藤毅大, 小鷹浩毅 石井史之
    • 学会等名
      2013年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      20131123-20131123
  • [学会発表] First-Principles Calculation of Surface State in Topological Insulators Bi2Te3 and Related Materials: Film Thickness Dependence2013

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kato, Hiroki Kotaka, Fumiyuki Ishii
    • 学会等名
      ICMS2013
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center. Kobe, Hyogo Japan
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] First-Principles Study of Artificial Superlattice (LaMnO3)n/(SrTiO3)m2013

    • 著者名/発表者名
      Miho Nishida, Fumiyuki Ishii, Hiroki Kotaka, Mineo Saito
    • 学会等名
      ICMS2013
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center. Kobe, Hyogo Japan
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] First-Principles Study of Organic Molecular Antiferroelectric Squaric Acid2013

    • 著者名/発表者名
      Fumiyuki Ishii, Yoshiki Tanaka
    • 学会等名
      ICMS2013
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center. Kobe, Hyogo Japan
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] First-principles electronic structure calculations of the wurtzite ZnO slab2013

    • 著者名/発表者名
      Van-Minh Vo, Makoto Nakamura, Masao Obata, Mineo Saito, Fumiyuki Ishii, Tatsuki Oda
    • 学会等名
      ICMS2013
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center. Kobe, Hyogo Japan
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] BaTiO3の構造相転移過程におけるスピン分裂の第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      大西峰志,石井史之,小鷹浩毅,斎藤峯雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      20130927-20130927
  • [学会発表] ベリー曲率が寄与する熱電効果:二次元電子系の場合2013

    • 著者名/発表者名
      水田耀ピエール,石井史之
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      20130927-20130927
  • [学会発表] Spin texture in strained ZnO: A first principle study2013

    • 著者名/発表者名
      Moh Adhib Ulil Absor,Fumiyuki Ishii,Mineo Saito
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      20130926-20130926
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れた系におけるワイル点近傍のスピン分裂2013

    • 著者名/発表者名
      石井史之,小鷹浩毅
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      20130926-20130926
  • [学会発表] Seebeck効果において磁性不純物がも たらす異常項の寄与2013

    • 著者名/発表者名
      水田耀ピエール, 石井史之
    • 学会等名
      第十回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂(愛知県)
    • 年月日
      20130908-20130909
  • [学会発表] Spin-Orbit Interaction Effects in the Electronic Structure of B20-type CoSi: First-Principles Density Functional Study2013

    • 著者名/発表者名
      F. Ishii, T. Onishi, and H. Kotaka
    • 学会等名
      SCES2013
    • 発表場所
      Ito International Research Center Conference, The University of Tokyo (東京都)
    • 年月日
      20130805-20130809
  • [学会発表] Contribution of Berry Curvature to Thermoelectric Effects2013

    • 著者名/発表者名
      Y. P. Mizuta and F. Ishii
    • 学会等名
      SCES2013
    • 発表場所
      Ito International Research Center Conference, The University of Tokyo (東京都)
    • 年月日
      20130805-20130809
  • [学会発表] First-principles study of Exchange Interaction in Ising-type Multiferroic Ca3CoMnO62013

    • 著者名/発表者名
      M. Nishida, F. Ishii, and M. Saito
    • 学会等名
      SCES2013
    • 発表場所
      Ito International Research Center Conference, The University of Tokyo (東京都)
    • 年月日
      20130805-20130809

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公開日: 2015-05-28  

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