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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。