【研究領域課題番号】21H01041 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

強相関電子系 / 磁性 / 超伝導 / 第一原理計算 / 多極子秩序 / 動的平均場法 / データ科学

【研究成果の概要】

本研究では、磁性や超伝導などの機能物性を第一原理的に記述する実用的な理論の構築を目指して、動的平均場法（DMFT法）によって強相関効果を考慮した第一原理計算法（DFT+DMFT法）の発展とその応用に取り組む。全研究期間を通した研究計画は、DFT+DMFT法に関連した理論構築とその適用範囲を検証する“基礎”と適用限界の範囲で強相関化合物の物質設計に応用する“応用”に分かれる。本年度は基礎に関する以下の課題に取り組んだ。
化合物の磁性、あるいは一般に多極子秩序を理論計算により調べるためには、波数依存した感受率を計算する必要がある。DFT+DMFT法では、波数依存感受率はベーテ・サルピータ方程式と呼ばれる方程式を解くことで得られる。しかし、感受率はスピン・軌道自由度の添え字を4つ有するため、強相関系の舞台であるd軌道系やf軌道系でこの方程式を解くこは簡単ではない。特に、f軌道に応用するためには、適切な近似による計算量の削減と得られた多極子感受率（4階のテンソル量）の解析法の確立が必要である。
本研究では、多極子秩序の研究でもっともよく調べられているf電子系化合物CeB6を対象として、DFT+DMFT法による電子構造および多極子感受率の計算を行い、検証を行った。その結果、実験と矛盾のない波数依存感受率を得ることができた。この最終的な結果を得る過程において、相互作用に関するdouble counting correctionに関して重要な知見が得られた。この結果は、今後、DFT+DMFT法を様々なf電子系化合物に応用していく際に重要な指針となる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】24540369 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

重い電子系超伝導 / 隠れた秩序 / 第一原理計算 / 多極子秩序

【研究成果の概要】

鉄系超伝導体や重い電子系化合物のように軌道自由度が重要な役割を果たすと考えられる遍歴電子系では、バンド構造が非常に複雑なため、これまで、その電子状態が内包する豊富な物理を正確に読み解くことが非常に困難であった。当該グループでは、開発した計算コードによって、重い電子系のようにスピン軌道相互作用の強い系に対する低エネルギー有効模型を構築することに成功した。また、その模型に基づいて、軌道分解したフェルミ面の計算や磁気揺らぎ・多極子揺らぎの計算を行うことで、これまで純理論的なモデル計算の域を出なかった重い電子系の物理をより具体的に個々の物質の性質を取り込んだ物理へと昇華することに成功した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)