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J-GLOBAL ID：202102254406437794   整理番号：21A0169568

第一原理計算を用いた物質設計:その電子状態の次元性に注目して

Materials design by first-principles calculation: from the viewpoint of the dimensionality of the electronic structure

著者 (1件)： 越智正之 (大阪大 大学院理学研究科)
資料名： 生産と技術  (季刊誌生産と技術)
巻： 73  号： 1 下巻  ページ： 59-61  発行年： 2021年01月10日 
JST資料番号： F0270A  ISSN： 0387-2211  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ・第一原理計算をベースに,LaOBiS₂に代表されるBiS₂系層状化合物を例に,低次元構造が低次元バンド分散し,バンド端での高い状態密度により熱電の性能指数ZTが高くなることを指摘。
・より低次元性を高める元素を添加すると熱電性能が高くなるとの物質設計の指針の下でZTを検討し,スピン-軌道相互作用を弱める軽元素が有効で,最近接以外のホッピングの低下とイオン半径も変化。
・p軌道の一次元バンドが二方向に存在する擬一次元電子状態に類似して,d軌道の電子状態の2層Ruddlesden-Popper化合物では二本鎖梯子型格子で同様な事が実現し,高温超伝導の可能性。
・カゴメ格子では量子干渉効果により,局在固有状態が生じ,平坦なバンドが実現し,強磁性が発現。
・遷移金属ダイカルコゲナイドでは二次元層間相互作用が,3R積層構造で量子干渉効果で弱まり,励起子の低次元化により励起子スペクトルを説明し,層状構造がずれて積層していることが原因。

シソーラス用語： *第一原理 ,  材料設計 ,  *層状化合物 ,  一次元 ,  硫化物 ,  ビスマス化合物 ,  酸素化合物 ,  *ランタン化合物 ,  次元 ,  *性能指数 ,  ホッピング伝導 ,  イオン半径 ,  状態密度 ,  分散【dispersion】 ,  *バンド構造 ,  添加物効果 ,  スピン-軌道相互作用 ,  格子 ,  *量子干渉効果 ,  カルコゲン化物 ,  遷移金属化合物 ,  励起子 ,  低次元 ,  バンド分散 ,  遷移金属ダイカルコゲナイド
準シソーラス用語： 物質設計 ,  擬一次元 ,  *熱電性能指数 ,  二本鎖梯子型格子

分類 (1件)： 半導体と絶縁体の電気伝導一般  (BM03041P)

引用文献 (15件)：

• P. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev. 136, B864-871 (1964).
• W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. 140, A1133-1138 (1965).
• Y. Mizuguchi et al., Phys. Rev. B 86, 220510 (2012).
• Y. Mizuguchi et al., J. Phys. Soc. Jpn. 81, 114725 (2012).
• H. Usui, K. Suzuki, and K. Kuroki, Phys. Rev. B 86, 220501(R) (2012).

タイトルに関連する用語 (5件)： 第一原理計算 ,  物質設計 ,  電子状態 ,  次元 ,  注目