2016 Fiscal Year Research-status Report
新規磁気揺らぎ超伝導体の候補探索を目指した第一原理多体モデル計算システムの構築
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16K21175
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
榊原 寛史 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20734354)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超伝導 / ハバード模型 / クーロン相互作用 / 物質設計 / 第一原理バンド計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の最終目的は新規スピン揺らぎ超伝導体を理論計算に基いて物性予測することである。理論計算は(1)密度汎関数法に基づく第一原理バンド計算から低エネルギー有効模型（ハバード型の模型）を導出する(2)導出した低エネルギー模型を多体電子理論に基いて解く、二段階手法によって行われる。すなわち、本研究の技術的到達目標はこの二段階手法を自動化し、結晶構造データベースに存在する物質に系統的に二段階手法を適用し、高い温度における超伝導転移を示す可能性のある物質を抽出することである。
その技術的基盤の内の一つを改善するために、多体モデルにおけるクーロン相互作用の値の評価方法の改善を試みた。具体的には、model-Mapped RPA法（mRPA法）と呼ばれる新手法を開発した。これは、ハバード模型における遮蔽された局所的クーロン相互作用の値Uと第一原理バンド計算から得られる遮蔽された局所的クーロン相互作用の値が等しいという条件を与えることで値を決定する手法である。mRPA法は、制限RPA法（cRPA法）と呼ばれる従来の手法よりも、(1)非局所的遮蔽効果を実行的なUの値に取り込める(2)因果律の要請を満たす、等の点で原理的に優れた手法である。このmRPA法を水銀系銅酸化物HgBa2CuO4について適用することで得られた局所クーロン相互作用Uの値は、従来のcRPA法で得られる値よりも大きくなることが示された。この結果は、cRPA法とmRPA法の両者の間における非局所遮蔽効果の取り込み方の原理的違いとして理解できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
最大局在ワニエ軌道法の改善方法を研究している。最大局在ワニエ軌道法とは、第一原理バンド計算の結果を離散系（格子系）へマップするための方法である。具体的には、ワニエ軌道の持つ位相の任意性を、実空間上での局在という条件を課すことで一意に決定する。研究段階について述べると、現在理論的整合性のある計算結果が得られていない。従って、原因を究明するために研究の進捗状況が遅延している。
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| Strategy for Future Research Activity |
一般の物質はフェルミ面を形成する電子のバンドが多くの軌道から構成される。これまでのmRPA法の開発は１軌道模型の場合に限定して行ったが、今後はこれを多軌道の場合に拡張する。またそれに加えて、「第一原理バンド計算＋多体モデル計算」の二段階手法の自動化を目標に、最大局在ワニエ軌道法による低エネルギー有効模型導出手法の技術的改善を行う。
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| Causes of Carryover |
専門書籍の購入に用いる予定だったが、残りの金額が不足していたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度予算と合算し、専門書籍の購入に用いる。
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