2020 Fiscal Year Research-status Report
Theory of complex molecular systems: effective model and quantum dynamics
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19K21860
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
妹尾 仁嗣 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30415054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
圓谷 貴夫 熊本大学, 大学院先導機構, 助教 (00619869)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子性導体 / 光誘起相転移 / 強相関電子系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、分子が構成要素となる結晶における動的現象をターゲットとして、第一原理計算によるミクロなモデル構築と、その実時間シミュレーションを行い、複雑な分子系の量子ダイナミクスの理解を得ることである。
本年度は、分子性導体κ-(BEDT-TTF)2X系における反強磁性状態での異常ホール効果、また分子系と物理的に共通点の多い強相関ペロブスカイト型酸化物のおけるスピン輸送現象についての論文を発表した。そこでの重要な因子となるスピン依存の一粒子動的スペクトルを数値計算によって確認し、論文を発表した（出版予定）。
光誘起ダイナミクス現象に関しては、相互作用する電子系において電子格子相互相互作用を考慮したモデルを構築し、実時間ダイナミクスを数値的にシミュレーションし、その結果について学会シンポジウムにて講演を行った。これまでの相互作用する電子系の際と同様に、電荷秩序にドメイン壁（キンク）が一つある初期状態に光を照射すると、共鳴モードにパルス光の周波数が近い場合に非一様性が現れ、空間的にドメイン壁位置を種として時間とともに非一様領域が広がっていくことが分かった。特に、電子系のタイムスケールと格子系のタイムスケールの違いを見ることができた。
また複雑な分子系に対するミクロなモデル構築に向け、分担者とともに分子性導体であるα-(BEDT-TTF)2I3系における電荷秩序状態の構造安定性を調べた。その結果、従来知られていた不安定性を与えるGGA-PBE汎関数ではなく、ハイブリッド型HSE汎関数を用いると強相関起源の電荷秩序が安定化することが分かり、その内容について論文執筆中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的である、分子が構成要素となる結晶における第一原理計算によるミクロなモデル構築と、その実時間シミュレーションの両方に対して一定の進歩を得ることができ、また波及効果としての分子性導体および強相関酸化物における新規現象の予言も行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策としては、これまでの研究をそのまま継続して進展させていく。現在行っている分子性導体や強相関ペロブスカイト酸化物におけるスピン軌道相互作用の役割やそのモデル化を進める。２次元電子格子相互作用モデルに対する光ダイナミクスの計算を推し進め、２次元系の初期過程における量子ダイナミクスを明らかにしたい。有効モデル化も、随時複雑な分子性物質に適用し、さらに電子格子相互作用を含めた枠組み構築を目指していきたい。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス蔓延のため、成果発表を予定していた学会・国際会議の多くが中止・延期となり、旅費・参加費が大幅に見込みより減じた。次年度以降は延期分が開催されることになるので、合わせた使用を計画している。
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