Theoretical design of magnetic topological material by high-throughput magnetism/band engineering

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2022年度は主に第一原理計算を併用した磁性体のデータベース生成とその解析に関する理論の研究に取り組んでいる。研究代表者が2019年に発表した、結晶に適合する磁気構造生成の研究を発展させることで、有限の伝搬ベクトルで特徴付けられる空間変調のある磁気構造や、トリプル-q構造と呼ばれる複雑な磁気構造の解析・生成に関する理論を発表した[Yanagi et al. Phys. Rev. B 107, 014407(2023)]。この理論をもとにα-MnやCoM3S6(M=Nb, Ta)で観測される反強磁性異常ホール効果の発現と適合する磁気秩序という観点から解析を実施し、実験事実を説明する磁気構造を提案している。CoM3S6についてはさらに実験グループとの共同研究によって磁気構造の同定と異常ホール効果の発現との関わりを調べ、それらの結果をまとめた論文を投稿している。また、磁性体の機械学習による研究への応用を視野に、磁気構造を座標系の取り方に依らない形で多次元ベクトルとして表現する理論の研究に取り組み、単純な磁気配列に対する理論のパラメータ依存性や高対称な磁気構造を対象とした判別性能のベンチマークテストを実施している。これらの検証を通して、提案した磁気構造の特徴量が磁性体の物性現象と密接に関係する磁気構造の対称性に対し、高い識別性能を持つことを示している。これらの結果をまとめた論文を執筆し、2022年度終了時において投稿準備中である。この他、実験グループとの共同研究としてNbMnPの反強磁性秩序相における異常ホール効果の解析を実施し、論文を投稿している。