ISIR

The Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University

大阪大学
産業科学研究所

LAST UPDATE 2017/02/26

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    小口多美夫 Tamio OGUCHI
    教授 Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    大阪大学産業科学研究所
    The Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University

    附属産業科学ナノテクノロジーセンター ナノ機能予測研究分野
    Nanoscience and Nanotechnology Center, Department of Theoretical Nanotechnology
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    物性理論
    第一原理計算
    対称性の破れを伴う新奇物性
    環境・エネルギー材料
    Condensed Matter Theory
    First-Principles Calculation
    Novel Properties with Broken Symmetry
    Environmental and Energy Materials
研究テーマ
Research Subject
第一原理計算による物性予測と物質設計
First-Principles Prediction of Properties for Materials Design

研究の背景 Background

物質・材料・デバイスの研究分野では、その機能や効率の高度化だけでなく、環境に適合したユビキタス社会に導く研究の方向性が強く求められています。そのようなターゲットが明示された研究においては、デザインを指向した研究アプローチが重要となり、第一原理計算手法のもつ汎用性と非経験性に多くの注目が集まっています。第一原理計算は量子力学の原理に立脚し、いくつかの近似を仮定するものの具体的な物質・材料・デバイス系で発現する物性・機能の機構を探り、物質デザインへ展開しています。

In the fields of materials and devices research, the direction leading to an environmental benign and ubiquitous society is strongly required. Much attention has been paid to the general-purpose non-empirical nature of first-principles calculation approaches because design-oriented methods become important in such target-driven research. First-principles calculations are based on the quantum-mechanical principles and used to investigate the mechanism of properties and functionalities appearing in specific materials and devices, though some approximations are assumed, leading to materials design.

研究の目標 Outcome

第一原理計算に基づき、種々の固体系・表面系で発現する物性・機能を理論的に予測する研究を行っています。発現機構を電子状態の特異性から明らかにすることによって、新たな物質を設計する研究にも展開しています。また、第一原理計算手法に必要となる基礎理論や計算手法の開発にも取り組んでいます。

The mission of our laboratory is theoretical prediction of novel properties of materials by first-principles calculations. By exploring the electronic structure and microscopic mechanisms, the guidelines for design of materials with suitable properties are constructed. The development of fundamental theory and calculation methods is also one of the missions.

研究図Research Figure

Fig.1. Electronic wave function squared of the Rashba-split metallic state near the Fermi energy in Au wires on Si(557) surface. Large amplitude is seen along the Au (large yellow balls) and neighboring Si zigzag structure but certain two-dimensional extension crossing the terrace of the surface. Fig.2. A: AFM image of a Bi thin film. B: Front (top) and top (bottom) views of model structure used in the calculation. C: Brillouin zone (red) of model structure compared to the hexagonal surface Brillouine zone (black). D: Calculated band dispersions in the 1D and 2D systems. E: Comparison of the ARPES data with the calculated band dispersion. F: Spin-resolved spectra for the in-plane and out-of-plane components. G: Experimental band dispersion compared with the theoretical 1D Rashba splitting.

文献 / Publications

J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. (2014). doi:10.1016/j.elspec.2014.09.004; Phys. Rev. Lett. (2015). doi:10.1103/PhysRevLett.114.066402.

研究者HP