第一原理計算によるナノサイズ物質の磁性の研究

利用第一性原理计算研究纳米材料的磁性

• 批准号: 02F00103
• 负责人: 川添 良幸
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00103/
• 关键词: 第一原理計算; スピン・軌道相互作用; 低次元物質; ナノ物質; スーパーコンピューター; 磁性多層膜; 表面吸着; state tracking法

低次元系のスピンに関する第一原理シミュレーション計算を系統的に行い、その群細な理解を得ることを目的として研究を遂行した。特に、第一原理計算プログラムに従来は考慮されていなかったスピン・軌道相互作用を取り込むことを行い、実験のパラメーターを一切使わない第一原理計算本来の方法によって低次元系の磁性の議論を可能とすることに成功した。本研究で開発した第一原理シミュレーションプログラムを表面吸着した原子に対して適用し、表面構造の最適化を行い、種々の新規な物性を予測することが出来た。磁性多層膜の計算を行い、その磁気モーメントの決定を行った。非平衡物質である多層膜は、従来のバルク結晶では得られない有益な物性を示すことがあるが、未だに完全な積層は困難であり、本研究によってその構造を決定することが可能となった。特に、原子構造は磁性に敏感に影響を及ぼし、理想的な形状決定が可能となることには大きい意義がある。ナノスケールの物質が示すバルク結晶とは全く異なる物性を、本プログラムによって解析した。その中でも、Zr02やCe02は、1ナノメーター程度になると、格子定数がはっきり増大することを実験家との共同研究によって確認することに成功したことは特筆に値する。これらのナノ粒子を積層することにより、従来のバルク結晶では実現不可能であった新機能の発現を行わせることが期待される。本研究成果は、国内外の会議で発表して、講論を高めている。今後、まとめて論文として国際的に著名な学術雑誌に報告する予定である。

The first principles of low dimensional systems are related to the implementation of computational systems and the detailed understanding of systems. In particular, first-principle calculations are based on the theory of magnetic properties of low-dimensional systems. This study has developed the first principles for surface adsorption, optimization of surface structure, and prediction of new physical properties. The calculation of magnetic multilayer film and the determination of magnetic properties are carried out. Non-equilibrium substances such as multilayer films and crystalline materials can be used to determine the beneficial properties of multilayer films. Special, atomic structure is sensitive to magnetic influence, ideal shape determines the meaning of The substance is crystalline, the physical properties are completely different, and the substance is analyzed. Zr02 and Ce02 were selected for the joint study. This is the first time that a new function has been developed. The results of this study are presented at conferences at home and abroad. In the future, the paper will be published internationally.

项目成果

Jian-Tao Wang: "Bi-induced Line Strcutures on Si(001) Surfaces"Asia-Pacific Surface & Interface Analysis Conference. N/A. (2002)

王建涛：“Si(001)表面上的Bi诱导线结构”亚太表面

Jian-Tao Wang: "Stability of Sb line structures on Si (001)"Physical Review B. 65(Accepted for publication). (2003)

王建涛：“Si (001) 上 Sb 线结构的稳定性”物理评论 B. 65（已接受发表）。