二成分密度汎関数法を用いた固体表面における陽電子状態の第一原理的研究

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固体表面における陽電子状態を明らかにすべく、1. リチウムや酸素を吸着した鉄(001)表面における陽電子状態、2. ルチル型二酸化チタン表面における陽電子状態を、二成分密度汎関数法を用いて解析した。以下ではその成果について述べる。1. の解析の結果、スピンに依存する陽電子寿命は、磁性体表面第一原子層の磁化の変化に対して強い相関を示した。これは、表面に束縛された陽電子が固体表面第一層から真空側に分布するため、陽電子が固体最表面の電子を見ながら対消滅したためである。このため、表面に束縛される陽電子のスピンに依存した陽電子寿命を通して、表面の磁化に関する情報が得られることが期待される。本成果は国内外の学会及び投稿論文として発表を行った。2. の研究のモチベーションは、二酸化チタン表面に陽電子を入射することで、表面から一価の酸素正イオンが脱離する現象に、表面における陽電子の挙動が関連する点にある。この脱離模型として、表面に捕獲された陽電子が表面原子の内殻電子と対消滅を起こした結果、イオン脱離が起こると考えられてきた。しかし、これまでに二酸化チタン表面と陽電子の相互作用を詳細に調べた報告はない。そのため、陽電子と二酸化チタン表面の微視的な相互作用の理解を目的とし、二成分密度汎関数法による解析を行った。数値解析の結果、固体表面の陽電子は数パーセントの確率で内殻電子と対消滅を起こすことが明らかになった。本研究成果は国内の学会で発表を行い、今後投稿論文として発表を行う予定である。