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First-principles design of spin conversion materials by nanostructure prediction

通过纳米结构预测第一性原理设计自旋转换材料

基本信息

批准号：
22K04862
负责人：
石井史之
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は理論・計算科学的な手法によって電子のもつ磁気的自由度であるスピンの物質中における秩序状態（構造）を活かして, 熱エネルギーを電気エネルギーに変換したり，光エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換効率としての性能が高い物質，ナノマテリアルをデザインすることである。本研究では電子スピンの相対論効果やスピン秩序によって出現する物質内部の（仮想）磁場を活用した新しいエネルギー変換ナノマテリアルを, スーパーコンピュータを用いて自動計算・網羅計算手法によってデザインすることをめざしている。今年度の研究実績は主に次の2点である。(1) スピン軌道相互作用が強いビスマスを含む系で極性半導体として知られるBiTeIについて、第一原理計算手法と進化論的手法を用いた結晶構造探索手法によって大気圧下の準安定結晶構造を複数発見し、バンドギャップが0.86eVと大きなトポロジカル絶縁体相を発見した。(2)異常ホール効果および異常ネルンスト効果を効率的に計算する手法開発をおこない、成果をH. Sawahata, N. Yamaguchi, S. Minami, and F. Ishii, First-principles calculation of anomalous Hall and Nernst conductivity by local Berry phase, Phys. Rev. B, 107, 024404(2023)として出版した。この手法および、計算自動化スクリプトの作成によって、二次元強磁性体のハイスループット計算を実施した。約1000種の二次元物質について計算を実施し、Chern絶縁体および、大きな異常ネルンスト係数を示す物質を発見した。

The purpose of this study is to calculate the degree of freedom of the computer and magnetic device in the scientific theory and theory. the purpose of this study is to calculate the degree of freedom of the computer in this study. in this study, the purpose of this study is to calculate the degree of freedom of the computer in this study. in this study, the purpose of this study is to calculate the degree of freedom of the computer, the degree of freedom of the magnetic machine. I don't know. I don't know. In this study, the results of the computer simulation show that the internal magnetic field of the property is available for the use of the new computer system, which uses the automatic network calculation method to calculate the price of the property. This year's study will focus on the main and secondary studies at 2: 00. The main results are as follows: (1) the effect of the interaction between the two systems is very important. In this paper, we use the method of the theory of first-principle calculation, which is based on the theory of the evolution of the theory of first-principle calculation. (1) the interaction is strongly affected by the interaction between the two systems, and the theory of the evolution of the first-principle calculation method is used to explore the stability of the system. In this way, the complex numbers are obtained, and the data are analyzed in the 0.86eV system. (2) the results of Sawahata, N. Yamaguchi, S. Minami, and F. Ishii, First-principles calculation of anomalous Hall and Nernst conductivity by local Berry phase, Phys. Rev. B, 107,024404 (2023). In this paper, we use the method of calculation, the calculation method, the calculation method and the calculation method. About 1000 yuan of two-dimensional materials are calculated and calculated, and the data of the Chern system and the number of objects are calculated to show that the data are not available.