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尾崎研究室

助教 福田 将大

研究テーマ

  • 第一原理電子状態計算における高精度・高速計算手法の開発
  • OpenMXの開発と公開
  • X線分光スペクトル計算手法の開発
  • 物質表面・2次元物質の第一原理電子状態計算

超並列計算機の発展と物質科学の精密化に伴い、第一原理電子状態計算は、個々の物質の理解にとどまらず、計算物質科学の基盤を支える方法論としてその重要性を増している。我々は密度汎関数理論に立脚し、現実の複雑な物質系を高い信頼性のもとで記述するための計算手法と、基盤ソフトウエアOpenMXの開発を一体として進めている。汎用性の高い原子様基底関数法を基盤に、局在自然軌道に基づくオーダーN分割統治法、修正再帰二分法による領域分割法、最小通信量を持つ高速フーリエ変換並列化法など、数理的視点と計算機科学の両面に根ざした独自の方法論を構築してきた。近年は、内殻電子の絶対束縛エネルギー計算、最近接ワニエ関数法、交換相関汎関数の開発などを通して、密度汎関数法のさらなる発展に取り組んでいる。さらに、物質表面や二次元物質をはじめとする多様な系を対象として、実験グループとの緊密な連携のもとに、構造と電子状態の相関を解明し、実在物質に対する第一原理計算の妥当性を吟味するとともに、その適用範囲の拡張を進めている。

最近接ワニエ関数法で得られたSi固体のワニエ関数。原子基底の形状を保持している。
(a)及び(b) 第一原理計算により求められたZrB2上Ge層の二重三角格子構造。(c) 角度分解光電子分光の結果と、(d) バンド構造の計算結果が良く一致することから，構造モデルの妥当性が認められる。

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