Ab initio DMC-phonon calculations applied to layered materials

应用于层状材料的从头算 DMC 声子计算

• 批准号: 21K03400
• 负责人: 前園 涼
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03400/
• 关键词: 第一原理; 拡散モンテカルロ; フォノン; 層状物質; 電子相関

グラフェンや層状化合物で実現される新規物性開拓においては、電子格子相互作用が支配する特性の第一原理解析は重要な役割を担う。当該系では「層内を支配する共有性結合と層間の非共有性結合との混在」、「低次元化された電子伝導による電子相関増強」という二重苦が密度汎関数法を中心とした従前解析法の急所を突く形となり、十分な予見信頼性は達成されない。一方、第一原理量子モンテカルロ法は原理的に、この問題に最も適した手法と目されてきたが、フォースなどエネルギー微分量算定の実用化が未確立であった。本研究では、自然勾配法などの考慮により新たなブレークスルーを達成しつつある「第一原理量子モンテカルロ法によるフォース算定」を格子振動解析の実用化にまで結実させる事で「層状物質の第一原理電子格子解析における予見信頼性」に革新的な向上をもたらすことを目的として研究を進めている。初年度には「波動関数空間での位相構造を考慮した勾配算定」に着目してフォース算定の実用性を大きく高めるような業績[分担者中野・代表者前園ら、Phys. Rev. B 103, L121110 (2021)]、および、現実系層状物質を対象とした量子モンテカルロ計算[分担者本郷、代表者前園ら、J. Phys. Chem. C (2022)]を確立させた。これら経験を通して、フォース算定の信頼性に大きな影響を与える要因として「擬ポテンシャルにかかる局所近似の問題」が浮き彫りとなり、当該年度中は特に、この問題に傾注して研究を推進した。擬ポテンシャルの非局所型構成の根本に立ち戻り、L2型と呼ばれる新たな方法を提案し、その開発と較正検証に取り組んだ。当該問題に対しての研究コミュニティの長年の取組み経緯の上に十分なインパクトを与えるような良好な結果が得られており、原著論文の執筆準備を進めている。

The development of new physical properties of グラフェンやlayered compounds and the development of new physical properties, and the first-principle analysis of the characteristics of electronic lattice interactions are important. When this system is composed of "intra-layer domination, shared combination, and inter-layer non-shared combination," and "low-dimensionalization, electronic guidance, and electronic correlation Enhancement"というDouble bitterがdensity pan-off number methodをcenterとした従前analytic methodの urgent placeをprotruding shapeとなり、十な见信格性はachievedされない. On the one hand, the first principle of quantum mechanics, the problem, the most suitable method and the purposeされてきたが、フォースなどエネルギーdifferential calculation の実用化が であった。 In this study, the natural blending method was considered and the new method was achieved.つある「First principle quantum モンテカルロ method calculation」をLattice vibration analysisの実用化にまで综合実させる事で「Layered matterのFirst principles electron lattice analysisにおける"Yomi Xin Li Xing" is an innovative research and development project. In the first year, the performance of "the calculation of the phase structure of the fluctuation coefficient space and the calculation of the combination of the calculation of the phase structure of the fluctuation coefficient space" was carried out [shared by Nakano and represented by Maezono, Phys. Rev. B 103, L121110 (2021)], および, Quantum モンテカルロ calculation of the current layered matter を対 resemble [shared by Honjo, representative by Maezono, J. Phys. Chem. C (2022)]をestablishedさせた.これら経験通して、フォースcalculated の信格性に大きな Impact を and えるcaust として「 pseudo-ポテンシャルにかThe "problems that are similar to the ones in the Bureau" and the special ones that are included in the year are devoted to the research and promotion of the problems. The non-local type non-local structure of the pseudo-ポテンシャルのfundamental establishment of the foundation, the L2 type of new method proposal, and the correction of the new certificate. When the problem is solved, the problem is solved Toru and Toru are good results, and the original thesis is written and prepared by Toru.

项目成果

Ab-initio-based interface modeling and statistical analysis for estimate of the water contact angle on a metallic Cu(111) surface

• DOI: 10.1016/j.surfin.2022.102342
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: Surfaces and Interfaces
• 影响因子: 6.2
• 作者: T. Murono;K. Hongo;K. Nakano;R. Maezono

先端研究国際大学院大学(SISSA)(イタリア)

国际高级研究研究生院 (SISSA)（意大利）

遺伝的アルゴリズムによる三元水素化物超伝導体の構造探索

利用遗传算法搜索三元氢化物超导体的结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 長谷川巧;関川卓也;中村康晴;大野義章;前園涼
• 通讯作者: 前園涼

量子アニーリングを用いた固体中イオン拡散の取り扱い

使用量子退火处理固体中的离子扩散

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Raghav;R. Maezono;K. Hongo;S. Sorella;K. Nakano;K. Hongo;前園涼
• 通讯作者: 前園涼

Diffusion Monte Carlo Study on Relative Stabilities of Boron Nitride Polymorphs

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c10943
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Yutaka Nikaido;Tom Ichibha;K. Hongo;F. Reboredo;K. C. Kumar;P. Mahadevan;R. Maezono;K. Nakano