Development of spin density functional method under magnetic/electric field and application to the materials for magnetic device

磁/电场下自旋密度泛函方法的发展及其在磁性器件材料中的应用

基本信息

批准号：
21K04864
负责人：
小田竜樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、電界印加だけでなく磁界印加できる手法を導入して、局所的な電気分極・磁気分極・原子変位分極の間に内在する交差相関を解析できる手法を開発することが第一である。昨年度においては、(1)スピントロニクス素子の界面等でのラシュバ定数の系統的見積もり法の手法を開発、(2)準粒子自己無撞着GW(QSGW)法での分極計算部分の並列高速化実施と実証、(3)スピン密度汎関数法(SDFT)の枠組み中で軌道-軌道相互作用(OOI)を考慮して、軌道運動に由来する運動量密度(軌道運動量密度)を電子・スピン密度ともに自己無撞着に決定する手法開発などを実施していた。本年度は、(1)に関連して(4)磁気異方性エネルギーの見積もり法の改良、(2)の応用として(5)ワイドギャップ半導体での薄膜配置への応用、(6)金属磁性体への応用、(7)磁気形状記憶合金への応用等を実施した。研究実績(1)で開発した手法は、電気分極層と磁気分極層の界面においてラシュバ定数の見積もりが可能となる一般的なものとの認識に至っており、研究実績(4)とともに継続研究を行った。研究実績(5)においては、計算コードの高度な並列高速化の成果として、真空層に挟まれた薄膜形状でQSGW法の応用に着手できたことは大きな進展であるとの認識であり、QSGW法の有用性を示す研究成果へ繋げることが期待される。特に誘電率の第一原理による高精度評価に特徴がある。研究実績(5)および(6)は、QSGW法の2元磁性合金、3元磁性合金への応用であり自己エネルギーを乱雑位相近似水準で取り入れているQSGW法の有用性を検証することができるとして研究成果が期待されるが、引き続き研究を継続中である。昨年度の研究実績(3)において軌道運動量密度を実験データと比較しながら検証することの有用性を見出せないとの結論に達した。

在这项研究中，要做的第一件事是引入一种方法，该方法不仅允许电场应用，而且还允许应用磁场，并开发一种可以分析局部电偏振，磁极化和原子位移极化之间固有的跨相关的方法。去年，我们开发了一种用于（1）在Spintronic设备界面处的RashVa常数的系统估计方法，（2）使用准粒子自符合的GW（QSGW）方法以及（3）自我稳定的方法（或（3）一种方法，或者（3）一种方法，或者（3）一种方法，或者（3）一种方法，或者（3）一种或（3）一种或（3），或者（3）一种方法，或者（3）考虑到旋转密度函数方法（SDFT）框架中的轨道相互作用（OOI）。在今年，（1），（4）磁各向异性能量估计方法的改善，（2）应用（5）应用于薄膜布置在宽间隙半导体中的应用，（6）在金属磁体中的应用，以及（7）应用于磁性形状合金。在研究成就中开发的方法（1）已被公认为是一种通用方法，该方法允许在电化层和磁极层之间的接口处估算RASHVA常数，并与研究成就一起进行了持续的研究（4）。研究结果（5）认识到，由于先进的计算代码的高级平行速度，夹在真空层之间的薄膜形状的QSGW方法的能力是一个主要进步，这一事实是一个主要进步，并且可以预期，这将导致研究结果证明QSGW方法的实用性。特别是，它的特征是其基于介电常数的第一个原理的高精度评估。预计研究结果（5）和（6）将提供研究结果，因为它是QSGW方法在二元和三元磁合金中的应用，并且可以验证QSGW方法的实用性，QSGW方法的实用性在杂项相近似水平上融合了自我能量，但研究是在继续。在去年的研究结果（3）中，我们得出的结论是，在将轨道动量密度与实验数据进行比较的同时，无法找到验证轨道动量密度的有用性。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electronic Structures of ferromagnetic Heusler Alloys Ni2MnX (X＝Al, Ga, In) and Magnetic shape memory effect

铁磁Heusler合金Ni2MnX（X＝Al、Ga、In）的电子结构及磁形状记忆效应

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jakub Lustinec;Masao Obata;Ko Hyodo;Takao Kotani;Ladislav Kalvoda;Tatsuki Oda
通讯作者：
Tatsuki Oda

Intrinsic instability to martensite phases in ferromagnetic shape memory alloy Ni2MnGa: Quasiparticle self-consistent GW investigation

铁磁形状记忆合金 Ni2MnGa 中马氏体相的本质不稳定性：准粒子自洽引力场研究

DOI：
10.1103/physrevmaterials.7.024413
发表时间：
2023
期刊：
Physical Review Materials
影响因子：
3.4
作者：
Obata Masao;Kotani Takao;Oda Tatsuki
通讯作者：
Oda Tatsuki

クルナ大学(バングラデシュ)

库尔纳大学（孟加拉国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

ホーム　計算ナノ科学

首页计算纳米科学

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

フェリ磁性スピネルNiCo2O4の自己無撞着準粒子GW計算

亚铁磁性尖晶石NiCo2O4自洽准粒子引力场计算

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小幡正雄;小谷岳生;小田竜樹
通讯作者：
小田竜樹

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K. Goto;T. Shinmyozu;Seiji Mizuno;Seiji Mizuno;Seiji Mizuno;水野誠司;河野武司;Seiji Mizuno;Takeshi Kono;水野誠司;Seiji Mizuno;水野誠司;小田竜樹;M. Tsujikawa;小田竜樹;A. Nakamoto;T. Oda;M. Tsujikawa;A. Hosokawa;M. Tsujikawa;H. Shiroishi;H. Shiroishi;N. Fujima;K. Wako;M. Saito;小田竜樹;小田竜樹;小田竜樹
通讯作者：
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影响因子：
0
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K. Goto;T. Shinmyozu;Seiji Mizuno;Seiji Mizuno;Seiji Mizuno;水野誠司;河野武司;Seiji Mizuno;Takeshi Kono;水野誠司;Seiji Mizuno;水野誠司;小田竜樹;M. Tsujikawa;小田竜樹;A. Nakamoto;T. Oda;M. Tsujikawa;A. Hosokawa;M. Tsujikawa;H. Shiroishi;H. Shiroishi;N. Fujima;K. Wako;M. Saito;小田竜樹;小田竜樹
通讯作者：
小田竜樹