GW近似による第1原理電子構造計算法の開発と遷移金属化合物への応用

开发利用GW近似的第一性原理电子结构计算方法及其在过渡金属化合物中的应用

• 批准号: 09640456
• 负责人: 藤原 毅夫
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09640456/
• 关键词: GW近似; 強相関電子系; 密度汎関数理論を超えた近似; 遷移金属化合物; LDA+U; 多チャンネルLMTO法; 相関の強い系の電子構造; 第一原理電子構造計算; 密度汎関数理論; 1電子グリーン関数; 自己エネルギー; LMTO法; レスポンス関数

近年,銅酸化物高温超伝導体やマンガン化合物などの種々の遷移金属化合物が,礎学科学的立場および応用の両面から広く注目されている.電子間の相互作用が強い物質について今まで知られていない新しい物質・材料の物理的性質や機能を知り,あるいはそれらを制御しようというとき,第一原理電子構造計算が大変に重要かつ有効な役割をはたす.通常の物質の電子構造理論に対しては密度汎関数理論,特にその局所密度近似が大きな役割を果たす.しかし,電子相関の強い物質に対する研究が進み,実験と理論との詳しい対比が進むにしたがい,密度汎関数理論の不充分さが認識されるようになってきた.このような背景の元に,密度汎関数理論の枠を超える新しい方法論が研究・提案されるようになった.それらは例えば,自己相互作用補正,LDA+U,GW近似,量子モンテカルロ法,あるいは動的平均場近似といったものである.我々の研究グループでは新しい第一原理電子状態計算法の開発を行なうとともにそれ等を用いて強い相関を持った系を対象に様々な新物質の物性を研究した. GW近似はDFTのような基底状態の変分原理に基づいているのではなく,多電子の動的遮閉効果を最低次の範囲で取り込む方法である.したがってバンドギャップが正しく得られるであろうと考えられるだけでなく,一般的に励起状態も取り扱うことができる.本研究課題では,特に強相関電子系に対するGW近似と中心として,それに関する第一原理電子構造計算技術を中心として研究を進めた.具体的な我々の研究プロジェクトは以下のとおりである.強い電子相関に関する方法論および物性の研究.(1)多チャンネルLMTO法(multiple-LMTOmethods)の開発(2)LDA+U法の研究と強相関電子系への適用.(3)GW近似の定式化と計算プログラムのコード化.

In recent years, copper oxides have attracted much attention from the standpoint of basic science as high temperature superconductors, metal compounds, species and migration. The interaction between electrons is very important for the calculation of the first principles of electronic structure. In general, the theory of electronic structure of matter corresponds to the theory of density function, especially the theory of local density approximation. The study of electron correlation in strong matter is progressing, and the theory of density correlation is not fully understood. The background of this paper is the theory of density pan-correlation number, and the new methodology is proposed. For example, self-interaction correction,LDA+U,GW approximation, quantum method, average field approximation of motion. The first principle electronic state calculation method is used to study the physical properties of new substances. GW approximation DFT is based on the principle of base state separation, and the shielding effect of multi-electron motion is the lowest order range. In general, the state of excitation should be set aside. This research topic is to advance the research of the first principle electronic structure calculation technology. The specific research of the author is as follows: Study on methodology and physical properties of strong electron correlation. (1)Development of multiple-LMTO methods (2) Study of LDA+U method and application of strong correlation electron system. (3)GW Approximation and calculation are formalized.

项目成果

S.Roche and T.Fujiwara: "Fermi Surface and Temperature Dependence of Conductivity in Quasicrystals" Phys.Rev.B. 58,No13,. 11338-11344 (1998)

S.Roche 和 T.Fujiwara：“准晶体中电导率的费米表面和温度依赖性”Phys.Rev.B。

T.Fujiwara,M.Arai and Y.Ishii: "LSDA and Self-Interaction Correction in The strong Coulomb correlations and electronic structure calculations : beyond Local Density Approximation,Ed.bv V.Anisimov" Gordon and Breach Science Publishers,(1999)

T.Fujiwara、M.Arai 和 Y.Ishii：“强库仑相关性和电子结构计算中的 LSDA 和自相互作用校正：超越局域密度近似，Ed.bv V.Anisimov”Gordon 和 Breach Science Publishers，（1999）

S、Kobayashi and T、Fujiwara: "Multiple LMTO Method and Down-Folding"PHYSICAL REVIEW B. vol.55 no.12. 7445-7453 (1997)

S, Kobayashi 和 T, Fujiwara：“多重 LMTO 方法和向下折叠”物理评论 B. vol.55 no.12 (1997)。

S、Yamamoto: "Effective implementations of multi-dimensional radix-2FFT"Computer Physics Communications. vol、125. 1-7 (2000)

S，Yamamoto：“多维基数 2FFT 的有效实现”计算机物理通信，第 125 卷 1-7 (2000)。

Y.Miyata,T.Fujiwara,S.Yamamoto and T.Hoshi: "Dynamical electron-ion coupling in the ionic conductor alpha-NaSn" Phys.Rev.B. (1998)

Y.Miyata、T.Fujiwara、S.Yamamoto 和 T.Hoshi：“离子导体 α-NaSn 中的动态电子-离子耦合”Phys.Rev.B。