【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】15H03696 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

超伝導密度汎関数理論 / 第一原理計算 / 高温超伝導 / トポロジカル超伝導 / 物性理論 / 超伝導 / 高圧下水素化合物 / 高圧下硫化水素

【研究成果の概要】

超伝導密度汎関数理論に関わる以下の方法論開発を行った。(1)k-meshのサイズについて収束のよい電子格子相互作用の計算法。(2)スピン軌道相互作用を考慮した電子格子相互作用の評価法。(3)奇パリティの超伝導の不安定性の評価法。これらを使ってBiS2系超伝導体、トポロジカル結晶絶縁体SnTeにInをドープした場合およびトポロジカル超伝導体Bi2Se3にCuをドープした場合の超伝導の解析を行った。また、高圧下の硫化水素の超伝導を解析するため、ゼロ点振動、フォノンの非調和性、遅延効果、バーテックス補正を考慮したMigdal-Eliashberg理論に基づく第一原理計算法の開発と応用も行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)

【研究分野】応用物性・結晶工学

【研究領域課題番号】24560001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スピントロニクス / 物性理論 / 第一原理計算 / 磁性 / スピン輸送

【研究成果の概要】

スピン量子十字構造素子なるものを提案し、それをモデルデバイスとして、スピン伝導の計算を行った。本研究課題では、近年話題になっているバルクとしては絶縁体で、表面は金属であるという奇妙な性質を有するトポロジカル絶縁体を電極に用いた場合のスピンコンダクタンスを計算した。トポロジカル絶縁体のバンド構造は、時間反転対称性で決まっているため、これを制御するために、表面に時間反転対称性を破る磁性絶縁体を蒸着したモデルを考え、その磁化の関数として、スピンコンダクタンスを計算した。その結果、磁化によって、スピンコンダクタンスを制御することが可能であることが分かり、新規なスピン素子として有望である事が判明した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】23340095 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高温超伝導 / 第一原理計算 / 転移温度 / ダウンフォールディング / 超伝導密度汎関数理論 / ダウンフォーフディング / 強相関電子系 / 計算物理 / 超伝導材料•素子 / 物性理論 / 分子性固体

【研究成果の概要】

第一原理的に超伝導転移温度を計算する方法論を開発・応用した。密度汎関数理論と強相関モデル計算を融合するアプローチについては、スピン軌道相互作用、電子格子相互作用の取り込みを行った。超伝導密度汎関数理論に基づくアプローチについては、プラズモン機構が取り扱えるような拡張を行った。開発した手法を鉄系超伝導体、層状窒化物超伝導体、重い電子系、炭素系超伝導体、高圧下リチウムなどの系に適用した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-11-18 - 2014-03-31

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究領域課題番号】21710102 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ表面・界面 / ナノ材料 / 磁性 / 物性理論 / ナノ界面 / 表面・界面物性 / 格子欠陥 / 第一原理計算

【研究成果の概要】

本研究では、GaNをはじめとする窒化物半導体と非磁性物質との界面における磁性の発現および制御を目指し第一原理計算を行った。まず、AlN/MgB2界面およびGaN/ZrB2界面を理論解析し、AlN/MgB2界面では界面強磁性が発現する可能性を示した。また、界面スピン物性の応用として最も重要であると考えられるスピン伝導特性を量子コンダクタンスの計算により明らかにした。これらの結果はPhysical Review Lettersに掲載された。また、GaN/グラフェン界面のスピン物性も精査しその結果をApplied Physics Lettersに発表した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】数理物理・物性基礎

【研究領域課題番号】20740215 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

計算物理 / モデル化 / 物性理論 / 第一原理計算 / MgO / Cu-Zr / 水 / 融解 / マルチカノニカル法 / Cu / Zr / 特性理論 / 第一原理計 / PBEsol

【研究成果の概要】

物質の原子構造を精度よく取り扱える非経験的電子状態計算が与える力場から、マルチカノニカルアンサンブルを媒介にしてその熱力学が最大限保持されるようにモデル原子間ポテンシャルを導く手法について、物質の3つの結合様式(イオン、金属、分子)について代表(MgO、Cu-Zr、水)を選んで、その能力を熱平衡として扱える融解の性質と非平衡の性質であるガラス化について検証し手法の改良を行った。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2011

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)