A03：ワニエ関数を軸とする準粒子自己無撞着法の新しい展開

研究組織

研究代表者

小谷岳生

鳥取大学工学部・教授

研究概要

電子レベルでの物質の性質を理解するための基本的シナリオは「信頼できる定量的な第一原理電子状態計算の積み重ね（そして足りない部分はモデル的計算などで補うこと）によって正しい定性的理解に至る」ことである。定量的な計算を特定の物質群に対して系統的に積み上げていくことで、その物質群の定性的理解にも達することができ、工学的応用も可能になる。しかし、今日の第一原理電子状態計算の方法では取り扱える物質や物理量がかなり限定的である。それ故、次世代の「高信頼性をもつ汎用的手法を生み出すこと」が必要である。申請者は、その候補として「準粒子自己無撞着GW法（QSGW法）」を発明し開発を続けてきた。この方法は今や世界標準として認知されている。この方法を、申請者が最近開発した高効率・高精度の一体問題解法PMT法（Plane wave and Muffin-tin orbital法）をもとに、自由自在に興味ある物質系に適用できるよう、ワニエ関数的手法を用いて改良する。そして、分子（および分子性結晶）や不純物への適用を試みる。さらにはスピン波などの低エネルギー励起計算の手法を開発し、マルチフェロイック系物質などに適用する。また新しいワニエ関数の構築とモデルハミルトニアンの導出の課題にも挑む。この開発の出発点となるコード、方法論の文書、講演資料などは http://pmt.sakura.ne.jp/ において公開している。現在までにコード整備はかなり進行している。本計画では計算機を複数台導入しプログラム開発速度を高めると同時に、多数の計算を実行することで結果を出していく。米国滞在中はNSF, DOEなどの資金援助を受けQSGW法を確立した。現在、研究資金は獲得できていない。この研究計画を通して、自らの知識や技術の蓄積や本計画で新規開発する方法やコードを広く公開し、他の研究者との協力関係を築いていきたいと考えている。

連携研究者

木野日織
物質材料機構・主任研究員

« 一覧へ戻る