有効模型データベースを用いた機能性物質の探索と設計

本年度は，まず，対称性を用いた有効模型構築手法を確立し，それをデータベース構築に適用した。具体的には，有効模型を構築する際に必要となる計算を対称性を用いて高速化し，さらに得られるデータも対称性を用いて圧縮することにより，これまでよりはるかに多くの物質を計算可能とした。現在この手法により有効模型データベース構築を進めており，既にこれまでの倍以上のデータの生成蓄積を行っている。また，得られる有効模型にも対称性の制限をかけることで，対称性を保ったまま有効模型を構築する技術を確立した。同様の手法はこれまでにも提案されていたが，新しい手法では，フェルミ準位近傍のバンドは必ず再現するような制限を同時にかけることが可能なため，フェルミ準位近傍の電子状態を再現する対称性を保った模型を汎用的に作ることが可能となった。これは，トポロジカル物質探査などにおける対称性の解析で有益に働くほか，様々な物理量の計算に対称性を用いた高速化を行う上でも重要となる。これらの成果は論文として出版したほか，github上でコードを公開しており，現在Wannier90への取り込みにむけて調整を進めているところである。また，有効模型をベースに久保公式を用いて輸送係数などの物理量を計算する手法の開発も進めている。特に，虚時間方向のデータ圧縮を利用することで様々な計算を高速化するとともに，電気伝導度などの解析接続の方法についても検証を進めている。

本年度は，まず，対称性を用いた有効模型構築手法を確立し，それをデータベース構築に適用した。具体的には，有効模型を構築する際に必要となる計算を対称性を用いて高速化し，さらに得られるデータも対称性を用いて圧縮することにより，これまでよりはるかに多くの物質を計算可能とした。現在この手法により有効模型データベース構築を進めており，既にこれまでの倍以上のデータの生成蓄積を行っている。また，得られる有効模型にも対称性の制限をかけることで，対称性を保ったまま有効模型を構築する技術を確立した。同様の手法はこれまでにも提案されていたが，新しい手法では，フェルミ準位近傍のバンドは必ず再現するような制限を同時にかけることが可能なため，フェルミ準位近傍の電子状態を再現する対称性を保った模型を汎用的に作ることが可能となった。これは，トポロジカル物質探査などにおける対称性の解析で有益に働くほか，様々な物理量の計算に対称性を用いた高速化を行う上でも重要となる。これらの成果は論文として出版したほか，github上でコードを公開しており，現在Wannier90への取り込みにむけて調整を進めているところである。また，有効模型をベースに久保公式を用いて輸送係数などの物理量を計算する手法の開発も進めている。特に，虚時間方向のデータ圧縮を利用することで様々な計算を高速化するとともに，電気伝導度などの解析接続の方法についても検証を進めている。