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:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 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 provide a theoretical and computational scientific approach to the evolution of the electronic and magnetic degrees of freedom in matter, the evolution of thermal energy, the evolution of electrical energy, the evolution of optical energy, the evolution of electrical energy, and the evolution of electrical energy. This study focuses on the relative effects of electron transfer on the occurrence of magnetic field in the interior of a substance, and on the automatic calculation of electron transfer. This year's research results are mainly 2 points. (1)The first principles calculation method and the evolutionary theory method are used to explore the crystal structure. The quasi-stable crystal structure under high pressure is discovered in the complex phase. The maximum temperature is 0.86 eV. (2)Anomaly results and abnormal occurrence results are calculated in the method of development. 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). This method, calculation automation, and calculation of two-dimensional ferromagnetic materials are implemented. About 1000 kinds of two-dimensional substances are calculated, Chern's insulation coefficient and large abnormal coefficient are found

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
First-principles study of topological phase transition in strained CsPbI3
应变CsPbI3拓扑相变的第一性原理研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yedija Yusua Sibuea Teweng;山口直也;石井史之
  • 通讯作者:
    石井史之
First-principles study of anomalous Hall effect and anomalous Nernst effect in Fe2Si
Fe2Si中反常霍尔效应和反常能斯特效应的第一性原理研究
  • DOI:
    10.35848/1347-4065/acaca6
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    T. Tominaga N. Yamaguchi;H. Sawahata;and F. Ishii
  • 通讯作者:
    and F. Ishii
Seebeck-induced anomalous Nernst effect in van der Waals MnBi2Te4 layers
范德华 MnBi2Te4 层中塞贝克诱导的反常能斯特效应
  • DOI:
    10.35848/1882-0786/accacc
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Y. Morishima;N. Yamaguchi;H. Sawahata;and F. Ishii
  • 通讯作者:
    and F. Ishii
(MnBi2Te4)m(Bi2Te3)n系における熱電効果およびアクシオン項の第一原理計算
(MnBi2Te4)m(Bi2Te3)n体系中热电效应和轴子项的第一性原理计算
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柴田海輝;盛島夢;澤端日華瑠;山口直也;石渡弘治;石井史之
  • 通讯作者:
    石井史之
First-principles calculation of the persistent spin helix on an OH-terminated diamond surface
OH 终止金刚石表面上持久自旋螺旋的第一性原理计算
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hana Pratiwi Kadarisman;Naoya Yamaguchi;Fumiyuki Ishii
  • 通讯作者:
    Fumiyuki Ishii
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石井 史之其他文献

First-principles study of electric polarization in non-collinear magnet ic structure
非共线磁结构电极化的第一性原理研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    石井史之;尾崎泰助;永長直人;寺倉清之;S. Murakami;M. Koshino and T. Aiido;S. Murakami;石井 史之
  • 通讯作者:
    石井 史之
Electron localization in gapped bilayer
带隙双层中的电子局域化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    榎戸輝揚;土屋晴文;Mikito Koshino;石井 史之;Mikito Koshino
  • 通讯作者:
    Mikito Koshino
グラフェンにおける磁場の遮蔽効果と鏡像効果
石墨烯的磁场屏蔽效应和镜像效应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    石井史之;尾崎泰助;永長直人;寺倉清之;Mikito Koshino;村上修一;石井 史之;越野幹人
  • 通讯作者:
    越野幹人
スピントロニクスの基礎と材料・応用技術の最前線(監修:高梨弘毅)
自旋电子学基础及材料与应用技术前沿(导师:Hiroki Takanashi)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    石井史之;尾崎泰助;永長直人;寺倉清之;Mikito Koshino;村上修一;石井 史之;越野幹人;Mikito Koshino;村上修一
  • 通讯作者:
    村上修一

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  • 资助金额:
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