第一原理計算による圧力誘起構造の特定および圧力誘起超伝導の研究

利用第一性原理计算识别压力诱发结构并研究压力诱发超导

• 批准号: 07J01723
• 负责人: 石河 孝洋
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kansai University (2008)Osaka University (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J01723/
• 关键词: 第一原理計算; 構造探索; シミュレーション; 超伝導; 格子動力学; 分子性結晶; 高圧; 高温; メタダイナミクスシミュレーション; 圧力誘起構造相転移; 圧力誘起超伝導転移; カルシウム

平成20年度に実施した研究は大別すると次の3つとなる。(1)高温・高圧下結晶構造を第一原理的に探索するための新手法の開発。(2)カルシウム高圧相のIV相・V相における超伝導転移温度T_cの評価とその高いT_cをもたらす要因となるフォノンモードの特定。(3)高温・高圧下における一酸化二窒素(N_2O)の構造探索。(1)この方法は研究代表者独自のものであり、系に作用する応力から求まるドライビングフォースを使って、その符号を反転させることで構造変形路を追跡しながら他の安定構造・準安定構造を探索していく方法である。これにより様々な物質の結晶構造をシミュレーションによりさらに効率よく探索できるようになった。(2)これによって得られた知見を基に、今後の高いT_cを示す物質を探索するための重要な指針を与えていくことが可能となった。(3)平成20年7月1日から同年11月15日まで、イタリア・トリエステのThe Abdus Salam International Centre for Theoretical Physicsに研究員として滞在し、Scandolo教授のもとで取り組んだときの研究課題である。これにより過去の実験から提唱されているN_2Oの結晶構造を再考する必要があることが明らかになった。また、(1)の方法の有効性を確認することができた。

2008年进行的研究可以大致分为三类：（1）开发一种新方法，用于在高温和高压下寻找晶体结构。 （2）评估钙高压阶段的IV和V阶段中超导过渡温度T_C的评估，并鉴定导致高T_C的声子模式。 （3）在高温和压力下寻找一氧化二氮（N_2O）的结构。 （1）此方法是研究人员独有的，是一种从作用于系统的应力决定的驱动力来颠倒符号，并在跟踪结构变形路径的​​同时寻找其他稳定和亚稳态的结构。这使得通过模拟有效地进一步搜索了各种材料的晶体结构。 （2）基于从中获得的知识，已经有可能为未来搜索具有高T_C的物质的搜索提供重要的准则。 （3）这是我在2008年7月1日至2008年11月15日在意大利特里雅斯特的阿卜杜勒斯·萨拉姆国际理论物理中心担任研究人员时所研究的研究主题，并在斯堪的洛教授的领导下从事它。这表明有必要重新考虑先前实验提出的N_2O的晶体结构。此外，确认方法（1）的有效性。

项目成果

Theoretical study of the structure of calcium in phases IV and V via ab initio metadynamics simulation

通过从头算动力学模拟对 IV 相和 V 相钙结构的理论研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev. B77
• 作者: T. Ishikawa;A. Ichikawa;H. Nagara;M. Geshi;K. Kusakabe;and N. Suzuki
• 通讯作者: and N. Suzuki

Ab-initio study on the crystal structure and the superconductivity of calcium in phase IV and V

钙IV、V相晶体结构和超导性的从头算研究

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Ishikawa;H. Nagara;K. Mukose;K. Kusakabe;H. Miyagi;N. Suzuki;Masaomi Nishimura;Kisaragi Yashiro;Takahiro Ishikawa;西村正臣;西村正臣;長柄 一誠;Masaomi Nishimura;石河 孝洋;Takahiro Ishikawa
• 通讯作者: Takahiro Ishikawa

高温超伝導を示すカルシウムIV相・V相におけるフォノンモードの解析

表现出高温超导性的钙 IV 相和 V 相中的声子模式分析

• 发表时间: 2008
• 作者: E.S.Dy;H.Kasai;石河孝洋・長柄一誠・草部浩二・鈴木直
• 通讯作者: 石河孝洋・長柄一誠・草部浩二・鈴木直

Theoretical study on the crystal structure and the superconductivity of calcium in phase IV and phase V

IV相、V相钙晶体结构及超导性的理论研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 長柄一誠;石河孝洋;鈴木直;石河 孝洋;Takahiro Ishikawa
• 通讯作者: Takahiro Ishikawa

Analysis of Phonon Modes Strongly Coupled to Electrons in High Tc Superconducting Phases of Calcium

钙高温超导相中与电子强耦合的声子模式分析

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Ishikawa;H. Nagara;K. Kusakabe;N. Suauki
• 通讯作者: N. Suauki