- Address
- 305-0044 1-1 Namiki Tsukuba Ibaraki JAPAN [Access]
Research
- Keywords
電子物性、第一原理計算、超伝導
PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.
Research papers
- Motoharu Imai, Haruhiko Udono, Babak Alinejad, Takayuki Nakane, Hiroki Takahashi, Masao Arai. Strontium disilicide SrSi2: Narrow band gap semiconductor or Weyl semimetal?. Journal of Alloys and Compounds. 1032 (2025) 181074 10.1016/j.jallcom.2025.181074 Open Access
- Tomoya GAKE, Shigenori MATSUSHIMA, Masao ARAI, Kenji OBATA. Electronic structures and optical properties of CuMgVO4 and AgMgVO4: a first-principles study. Journal of the Ceramic Society of Japan. 127 [1] (2019) 50-55 10.2109/jcersj2.18167 Open Access
- Xun Kang, Zhijun Li, Xuan Liang, Alexei A. Belik, Yoshihiro Tsujimoto, Masao Arai, Shusheng Pan, Kazunari Yamaura. Ir-driven anisotropy and low-field vertical magnetization shifts in Ni-Ir double perovskites. Journal of Alloys and Compounds. 1049 (2025) 185383 10.1016/j.jallcom.2025.185383
Books
- 新井 正男, 井上 純一, 鈴浦秀勝, 田中 秋広, 谷口伸彦. 凝縮系物理における場の理論(下)第2版翻訳. 凝縮系物理における場の理論(下)第2版, 2012, 541-1002.
- 新井 正男, 井上 純一, 鈴浦秀勝, 田中 秋広, 谷口伸彦. 凝縮系物理における場の理論(上)第2版翻訳. 凝縮系物理における場の理論(上)第2版, 2012, 1-524.
- 新井 正男, 井上 純一, 鈴浦秀勝, 田中 秋広, 谷口伸彦. 凝縮系物理における場の理論（下）. 吉岡書店, 2010, 551-825.
Proceedings
- Masaaki Isobe, Koji Kimoto, Masao Arai, Taras Kolodiazhnyi, Yasushi Kanke, Eiji Takayama-Muromachi. BaIrSi2: A 5d Electron System Superconductor with a New Type of Noncentrosymmetric Crystal Structure. JPS Conference Proceedings. (2020) 011179 10.7566/jpscp.30.011179
- Masao Arai, Yasuhiro Hatsugai. Numerical study of electronic structure under uniform magnetic field and quantized Hall conductance for multi-band tight-binding models. Journal of Physics: Conference Series. (2011) 012042-1-012042-4 10.1088/1742-6596/334/1/012042
- Tsuyoshi Takami, Masayuki Itoh, Masaaki Isobe, Masao Arai, Tetsuya Kawashima, Eiji Takayama-Muromachi. 59Co NMR study on local magnetic properties of Ca1-xNaxCo2O4. JOURNAL OF PHYSICS：CONFERENCE SERIES. (2010) 012197-1-012197-4 10.1088/1742-6596/200/1/012197
Presentations
Misc
- 新井 正男, 井上 純一, 鈴浦秀勝, 田中 秋広, 谷口伸彦. 凝縮系物理における場の理論（下）. 吉岡書店. (2010) 551-825
- 新井 正男, 井上 純一, 鈴浦秀勝, 田中 秋広, 谷口伸彦. 凝縮系物理における場の理論 (中）. 凝縮系物理における場の理論（中） 吉岡書店. (2010) 261-548
- 新井 正男, 井上 純一, 鈴浦秀勝, 田中 秋広, 谷口伸彦. 凝縮系物理における場の理論(上）. 吉岡書店. (2009) 1-260
Society memberships
日本物理学会
Center for Basic Research on Materials
Title
第一原理的手法による電子構造解析
Keywords
第一原理計算， 電子物性， 超伝導，トポロジカル絶縁体
Overview
計算機によって物質の特性を予測することができれば、新規材料の開発に有用な方法となる。非経験的手法による電子構造計算は広く利用されているが、得られた電子構造から物質の物性を予測するためには、多様な理論と組み合わせる必要が生じるため、様々な課題が残されている。そのため、物性物理学における様々な理論研究の成果を、具体的な物質群へ適用する研究が必要とされている。非経験的手法によって得られた電子構造を用いて、各種の物性量を定量的に予測するための手法とプログラムを開発している。
Novelty and originality
● 非経験的手法による定量的物性評価
● トポロジカル解析
Details
[左図] 第一原理的手法による電子構造解析
NIMSで発見された「反転対称性のない超伝導体」SrAuSi3について、第一原理的手法による電子構造計算によりバンド構造とフェルミ面構造を解析することで、スピン軌道相互作用を定量的に評価して物性に与える影響を解析した。
[右図] 電子物性評価の例
現実的なバンド構造に対してトポロジカル数(Chern数)を計算するプログラムを作成した。強結合(タイトバインディング）近似を用いて磁場中の電子構造を求め、グラフェンの量子化されたホール伝導度を定量的に評価した。また、２次元遷移金属炭化物Mxenesにおいてトポロジカル絶縁体の候補物質を理論的に予測した。
Summary
第一原理的手法による電子構造を入力として、様々な物性理論の成果を用いて特性を評価した。超伝導体では臨界磁場の温度、角度依存性を定量的に評価した。バンド構造の解析によりトポロジカル絶縁体の候補物質を見出した。今後、プログラムの拡張と公開を目指して開発を進める。
この機能は所内限定です。
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