有限温度磁性体の第一原理計算を応用した室温で高性能な磁気伝導材料の理論設計

应用有限温度磁性材料第一性原理计算进行室温高性能导磁材料的理论设计

• 批准号: 20K15017
• 负责人: 小田 洋平
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Fukushima National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15017/
• 关键词: 異常ホール効果; スピンホール効果; スピン異常ホール効果; 第一原理計算; 不規則合金; 結晶磁気異方性; キュリー温度; ハード磁性材料; 異方性磁気抵抗効果; ひずみ応答; 磁性材料; 磁気伝導特性

2022年度は強磁性体におけるスピン異常ホール効果の第一原理計算手法の開発と計算の実行に着手した。久保公式を用いた磁性体の異常ホール伝導度やスピンホール伝導度の計算方法については、ベリー曲率に基づく方法が主要な方法として幅広く用いられているが、本研究ではとグリーン関数に基づく方法を採用した。グリーン関数に基づく方法ではコヒーレントポテンシャル近似との組み合わせにより不規則合金の計算に対応できるようになる他、不規則による電子散乱に起因する緩和時間の効果を自動的に取り入れることが可能となる。本研究者はグリーン関数法に基づいて異常ホール伝導度とスピンホール伝導度を計算するプログラムを既に有していたことから、これを拡張して今回スピン異常ホール伝導度を計算するプログラムを開発した。はじめにプログラムを遷移金属合金に適用して計算精度に関する精査を行ったところ、グリーン関数の計算に必要なエネルギーの虚部については10**(-5)Ry程度の大きさを考慮すれば計算結果が本パラメータに依存しないことを確認した。また伝導度の計算におけるk点数については、10**7個のオーダーを考慮すれば定量的に信頼でき得るデータを得られたが、計算結果の収束が不十分であった。もう一桁k点数を増やして計算した結果を示すことが望ましかったものの、計算機環境の制約のため不可能となった。計算機のメモリ使用がより削減できるプログラムを開発することが課題として残された。

In 2022, the first-principle calculation method for the <s:1> strong magnetic body におけるスピ <s:1> anomaly ホ <s:1> the effect of <s:1> the <s:1> effect of <s:1> was developed. The と calculation <e:1> was actually carried out. Youdaoplaceholder3 the work began. Youdaoplaceholder4. Kubo formula を with い た abnormal magnetic body の ホ ー ル 伝 conductance や ス ピ ン ホ ー ル 伝 conductance の calculation method に つ い て は, ベ リ ー curvature に base づ く method が main な と し て picture hiroo く with い ら れ て い る が, this study で は と グ リ ー ン masato number に base づ を く method using し た. グ リ ー ン masato number に base づ く method で は コ ヒ ー レ ン ト ポ テ ン シ ャ ル approximate と の group み close わ せ に よ り irregular alloy の computing に 応 seaborne で き る よ う に な る, irregular に he よ る electrons scattered に cause す る time の unseen fruit を automatic に take り れ る こ と が may と な る. The researchers は グ リ ー ン masato method に base づ い て abnormal ホ ー ル 伝 conductance と ス ピ ン ホ ー ル 伝 conductance を computing す る プ ロ グ ラ ム を has both に し て い た こ と か ら, こ れ を company, zhang し て today back ス ピ ン abnormal ホ ー ル 伝 conductance を computing す る プ ロ グ ラ ム を open 発 し た. は じ め に プ ロ グ ラ ム を migration metal alloy に applicable し て calculation accuracy に masato す る fine line check を っ た と こ ろ, グ リ ー ン masato number calculates の に necessary な エ ネ ル ギ ー の imaginary part に つ い て は 10 (5) * * Ry point の large き さ を consider す れ ば calculation results が the パ ラ メ ー タ に dependent し な い こ と を confirm し た. ま た 伝 conductance の computing に お け る k points に つ い て は, 10 * * 7 の オ ー ダ ー を consider す れ ば quantitative に letter 頼 で き have る デ ー タ を have ら れ た が, calculation results の 収 が beam is not very で あ っ た. も う a girder k points を raised や し て computing し を た results shown す こ と が hope ま し か っ た も の の, computer environment の の た め impossible と な っ た. Use computer の メ モ リ が よ り cut で き る プ ロ グ ラ ム を open 発 す る こ と が subject と し て residual さ れ た.

项目成果

Mechanism of highly sensitive strain response in antiferromagnetic chromium

反铁磁铬高灵敏应变响应机制

• DOI: 10.1063/5.0045728
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Kota Yohei;Niwa Eiji;Naoe Masayuki
• 通讯作者: Naoe Masayuki

First-principles simulation of anomalous- and spin-Hall effect in Fe-Co disordered alloys

Fe-Co 无序合金中反常霍尔效应和自旋霍尔效应的第一性原理模拟

• 发表时间: 2023
• 作者: Yohei Kota;Akimasa Sakuma
• 通讯作者: Akimasa Sakuma

First-principles prediction of magnetic properties in Fe(Co,Ni)(C,N)_0.5 alloys

Fe(Co,Ni)(C,N)_0.5合金磁性能的第一性原理预测

• DOI: 10.1063/5.0082398
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Kota Yohei;Sakuma Akimasa
• 通讯作者: Sakuma Akimasa

Substitution effect of light elements on magnetic anisotropy in α''-Fe16X2 (X=B,C,N,O,F)

轻元素替代对α-Fe16X2 (X=B,C,N,O,F)磁各向异性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yohei Kota;Akimasa Sakuma
• 通讯作者: Akimasa Sakuma

強磁性合金における異方性磁気抵抗の４回対称成分の第一原理計算

铁磁合金各向异性磁阻四重对称分量的第一性原理计算

• 发表时间: 2021
• 作者: von Hauff Elizabeth;Klotz Dino;小田 洋平
• 通讯作者: 小田 洋平