2020 Fiscal Year Annual Research Report
重い電子系化合物に対する第一原理計算手法の開発と応用
| Project/Area Number |
19H01842
|
|---|
| Research Institution | Ritsumeikan University |
|---|
Principal Investigator |
池田 浩章 立命館大学, 理工学部, 教授 (90311737)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 通人 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10596547)
星野 晋太郎 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90748394)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 物性理論 / 第一原理計算 / 重い電子系 / 超伝導 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
密度汎関数理論(DFT)に基づく第一原理バンド計算は様々な結晶の電子状態の解析に広く利用されているが、実際の計算で導入される局所密度近似は遷移金属など磁性元素を含む結晶の電子状態をうまく記述できず、電子相関の問題として広く認識されている。これまでの研究から、この問題は動的平均場理論(DMFT)によってある程度うまく処理されることが明らかとなり、海外を中心にDFT+DMFTのコード開発が進んでいる。我々のグループでもそのオリジナルコードの開発を手がけ，磁性材料に重要なスピン軌道相互作用を取り入れた形で，電荷密度の自己無撞着計算が行える所までコード開発を行ってきた。現状において，世界水準に対応するコードまでは開発が進んだと考えている。ただ，昨年度，いくつかのセリウム系化合物において計算チェックを行ったところ，計算結果がフント結合の大きさに敏感で非常に不安定な振る舞いを示した。このため，研究当初に目指した正しい結晶場基底状態を自然な形で再現するという目標には未だ到達していない。これを改善するため，この手の計算で常に問題となる局所密度近似(LDA)に含まれる相関効果をうまく差し引く方法の改良案を提案したところである。さらに，この+DMFTのコード開発に加えて，スピンゆらぎが増強された量子臨界点付近の物質に対応するため，+FLEXのコード開発も行った。この方法は，鉄系超伝導体等で度々問題となるフェルミ面サイズの問題に関して，第一原理計算に基づいた議論を可能にするであろう。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
昨年度，DFT+DMFTをいくつかのセリウム系化合物において計算チェックを行ったところ，計算結果がフント結合の大きさに敏感で非常に不安定な振る舞いを示した。このため，研究当初に目指した正しい結晶場基底状態を自然な形で再現するという目標には未だ到達していない。また，+FLEXのコードにおいても，まだ少し挙動が不安定である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
昨年度中に問題点の洗い出しは終わったので，それを計算コードに組み込み，+DMFTを一連のセリウム系化合物に，+FLEXを鉄系超伝導体に適用したいと考えている。また，安定運用ができそうであれば，ソースコードの公開に向けて順次整備していきたい。
|
