ISSP - The institute for Solid State Physics

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赤井研究室
特任教授
赤井 久純

計算機マテリアルデザイン手法を用いた金属、半導体、金属間化合物をおよびそれらのナノ構造を用いた高機能材料の理論的開発を研究テーマとしている。特に、高性能永久磁石の創成が重要な課題の一つである。計算機マテリアルデザインは量子デザイン(量子力学に基づいて、与えられた物性や機能を有する物資・構造を推論すること)によって実行される。このような問題を解く事は一般に困難であるが、量子デザインでは物性発現の機構を量子シミュレーションのくり返しにより明らかにすることによってこの問題を解く。マテリアルズ・インフォーマティクス手法も援用される。量子デザイン、量子シミュレーションにおいては手法の開発も重要な研究課題であり、高精度第一原理計算手法の開発とともに、KKRグリーン関数法に基づいた第一原理非平衡グリーン関数法の開発、オーダーN計算を実現する遮蔽KKR法、密度汎関数法に対するより良い近似的の開発等を推進している。

現在最強の永久磁石であるネオジム磁石の主相であるNd2Fe14Bの交換結合定数Jijの値の距離依存性。色の違いは異なった種類の原子対の違いを表す。Jijの値はKKRグリーン関数法を用いた第一原理電子状態計算によって直接計算されたものである。
Al/GaN界面におけるショットキー接合付近の非平衡グリーン関数による電子状態計算の結果.左側の図の濃淡は局所状態密度を表し、白い部分はバンドギャップに相当する。左側の接合部でショットキー障壁が形成され、障壁の高さは界面の金属誘起ギャップ状態(MIGS)で決まっていることが分かる。

研究テーマ

  1. 第一原理電子状態計算
  2. 計算機マテリアルデザイン
  3. KKRグリーン関数法とその応用
  4. 磁性と永久磁石の開発