第一原理バンド計算からの有効模型構築に基づく異常量子輸送現象の理論的研究

基于第一性原理能带计算的有效模型构建的反常量子输运现象的理论研究

基本信息

批准号：
09J08306
负责人：
臼井秀知
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

エネルギー問題を解決への貢献も視野に入れて、【超伝導】と【熱電効果】について理論研究を行った。研究目的として【超伝導】1.鉄系超伝導体に対し、超伝導発現機構を探ることで超伝導のさらなる理解を目指す。2.旧来の閤題である銅酸化物高温超伝導体の臨界温度の差異を探求した。これらの研究の全てをコンピュータによる数値計算を用いて行い、本研究では第一原理計算から得られたバンド構造を用いて理論解析を行うアプローチをとっている。【熱電効果】金属的伝導性と大きなゼーベック係数を持ち合わせた熱電物質を作成するために、どのような指針を持つことが必要か研究を行った。研究内容として、酸化物熱電物質の代表例であるNa_xCoO_2の対し、スピン揺らぎの熱電効果に対する影響を調べた。その結果、界ピン揺らぎ効果によってバンド構造が大きく変化し、このバンド構造の変化はゼーベック効果に対して有利に働くことがわかった。【超伝導】1.鉄系超伝導体の超伝導転移温度の起源と差異を乱雑位相近似、揺らぎ交換近似を用いて調べた。(1)超伝導転移温度について鉄ヒ素結合角を横軸にとった場合、正四面体近くで最大値を取ることが実験でわかっていたが、それを理論的に確かめ、さらなる転移温度を目指す指針を与えることができた。(2)3次元的な軌道混成を持つバンド構造がフェルミ面に存在する場合、超伝導ギャップ関数がゼロとなるノードのある超伝導が存在する可能性を示した。(3)21311系と呼ばれる物質について、仮想的に結晶構造を変化させた場合、鉄系超伝導体では特有な超伝導ギャップ関数が得られることがわかった。2. 1層系銅酸化物高温超伝導体の転移温度の差異がd_<x2-y2>軌道とd_<Z2>軌道のエネルギー差から説明でき、その起源は2つのパラメータから理解可能であることがわかった。また、この理論から実験で観測されている圧力による超伝導転移温度の変化を定性的に説明することができた。

为了为解决能源问题做出贡献，我们开展了超导和热电效应的理论研究。研究目标【超导】 1、旨在通过探索铁基超导体的超导机理，进一步认识超导性。 2.我们探讨了铜酸盐高温超导体的临界温度差异，这是一个老话题。所有这些研究都是通过基于计算机的数值计算进行的，本研究采用了利用第一性原理计算获得的能带结构进行理论分析的方法。 [热电效应] 我们研究了创建具有金属导电性和大塞贝克系数的热电材料需要哪些指导方针。作为我们研究的一部分，我们研究了自旋涨落对氧化物热电材料的代表性例子Na_xCoO_2热电效应的影响。结果发现，由于场销波动效应，能带结构发生显着变化，并且能带结构的这种变化对塞贝克效应具有有利的影响。 [超导性] 1.利用随机相位近似和波动交换近似研究了铁基超导体超导转变温度的起源和差异。 (1) 关于超导转变温度，通过实验已知，当铁砷键角绘制在横轴上时，在正四面体附近获得最大值，但我们将从理论上证实这一点，并以更高的转变为目标我能够提供指导。 (2)如果费米面上存在三维轨道杂化的能带结构，我们证明了超导带隙函数为零的节点存在超导性的可能性。 (3)人们发现，当虚拟地改变一种称为21311系的材料的晶体结构时，铁基超导体可以获得独特的超导间隙函数。 2、单层氧化铜高温超导体转变温度的差异可以从d_<x2-y2>轨道与d_<Z2>轨道的能量差来解释，其起源可以从两个参数来理解。我明白。此外，该理论能够定性地解释由于实验观察到的压力而导致的超导转变温度的变化。