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

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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。