物性研究所セミナー

標題：理論インフォーマルセミナー：H o l o g r a p h i c q u a n t u m e r r o r - c o r r e c t i n g c o d e s : T o y m o d e l s fo r t h e
A d S / C F T c o r r e s p o n d en c e
日時：2015 年 4 月 14 日(火) 午後 4 時～
場所：物性研究所本館 6 階 第 2 セミナー室（A612)
講師：Dr. Beni Yoshida
所属：California Institute of Technology
要旨：
We propose a family of exactly solvable toy models for the AdS/CFT correspondence based on a novel constructionof quantum error-correcting codes with a tensor network structure. Our building block is a special type of tensor withmaximal entanglement along any bipartition, which gives rise to an exact isometry from bulk operators to boundary
operators. The entire tensor network is a quantum error-correcting code, where the bulk and boundary degrees of
freedom may be identified as logical and physical degrees of freedom respectively. These models capture key featuresof entanglement in the AdS/CFT correspondence; in particular, the Ryu-Takayanagi formula and the negativity of
tripartite information are obeyed exactly in many cases. That bulk logical operators can be represented on multiple
boundary regions mimics the Rindler-wedge reconstruction of boundary operators from bulk operators, realizing
explicitly the quantum error-correcting features of AdS/CFT.
This is a joint work with Daniel Harlow, Fernando Pastawski and John Preskill, arXiv:1503.06237

標題：理論インフォーマルセミナー：合金系熱電材料の熱伝導シミュレーション
日時：2015 年 4 月 15 日(水) 午後 3 時～午後 4 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：小西 優祐
所属：東京大学物性研究所
要旨：
熱電材料は、冷却や排熱の電気への変換などの応用面に関して大きく注目されている。実用には、熱電材料の効率を表す無次元量 ZT が 1 以上であ る事が要求され、3 以上が望ましいとされている。大きな ZT を得るには大きなゼーベック
係数と小さなフォノン熱伝導度が要求される。これまで 熱電材料としては半導体、合金、分子材料など様々な系が調べられており、特に SnSe や BiTe などの半導体材料において 1 を超える高い ZT が得られている。
セミナーでは、一次元的なナノ構造により大きなペルチェ係数を得る事ができる事が知られている CuNi 合金に関して、そのフォノン熱伝導度に関する非平衡分子動力学シミュレーションを行った結果に関して議論する。ナノ構造のある場合、無い場合に関して、銅、ニッケルそれぞれ単体の フォノン熱伝導度も含めて比較する。またそれに加えて、第一原理計算を用いたゼーベック係数の計算に関しても議論する。

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日時：2015 年 5 月 1 日(金) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：常次 宏一
所属：東京大学物性研究所
要旨：
Pyrochlore antiferromagnets are a typical example of frustrated magnets in three dimensions. I studied the S=1/2
Heisenberg model on this lattice and found a dimer/tetramer order with a hierarchical structure. I used an approachthat the spin exchange J’ connecting tetrahedron building blocks varies from the intra-block coupling J and the ratioJ’/J was a “small” control parameter in my theory. Okamoto et al. in Hiroi group reported a material with this exchange
pattern realized, and that is an S=3/2 antiferromagnet Li(Ga,In)Cr4O8 named breathing pyrochlores [PRL 110, 097203,
2013]. In the end member LiInCr4O8, the ratio J’/J is small and a magnetic order appears with lowering temperature
preceded by a structure transition. I have generalized my previous theory and applied to the S=3/2 case, and discuss
this transition.

標題：放射光セミナー：NSRRC における強相関電子系物質の共鳴 X 線非弾性散乱研究－Sr3NiIrO6 と Bi2212－
日時：2015 年 5 月 7 日(木) 午前 10 時 30 分～午前 11 時 30 分
場所：スプリング８中央管理棟テレビ会議室（TV 会議 物性研第一会議室）
講師：岡本 淳所属：台湾放射光研究センター
要旨：
共鳴 X 線非弾性散乱(Resonant Inelastic X-ray Scattering = RIXS)は、入射 X 線のエネルギーを特定の元素の吸収端に合わせることで、対象とした軌道状態が関係する励起スペクトルを測定する手法である。格子や電子自由度の素励起や、中間状態での軌道間電子励起を観測できるため、強相関電子系物質の電子構造解析で重要な成果をあげている。近年の放射光技術の進歩に伴い軟 X 線領域でのエネルギー分解能が Cu L3 端で 130 meV まで向上したことで、3d 遷移金属化合物を対象とした研究が着目されている。
我々のグループは、軟 X 線領域と硬 X 線領域を対象とした高エネルギー分解能 RIXS 研究を、各々Taiwan Light
Source(TLS)BL05A1 と SPring-8 BL12XU を利用して行っている。
本講演では、擬一次元構造を持つ反強磁性 Ir 酸化物 Sr3NiIrO6 の、Ir L3 端 RIXS を用いた Ir 5d 電子構造と磁気励起の研究について述べる。
軟 X 線 RIXS については、最近行った Bi2212 の Cu L3 端 RIXS での入射エネルギー依存性を用いた低エネルギー励起
スペクトルの研究について述べる。
最後に、現在第一期建設が進められている 1.3 GeV 放射光施設 Taiwan Photon Source(TPS)での軟 X 線 RIXS ステー
ションと研究展開について紹介する予定である。

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物性研だより第 55 巻第 2 号■■■ ■ ■ ■■

標題：理論セミナー：New molecular dynamics simulation methods to enhance conformational sampling
for biomolecules
日時：2015 年 5 月 8 日(金) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：伊藤 曉所属：分子科学研究所
要旨：
There are difficulties when conventional canonical-ensemble simulations are carried out for biomolecular systems.
This is because the canonical simulations tend to get trapped in a local-minimum free-energy state of the biomolecularsystem, and sufficient sampling in the conformational space of the system is not able to be obtained. To overcome suchdifficulties, I had recently proposed the replica-permutation method (RPM) [1]. In RPM, replicas (or copies) of a target
system are prepared, and different temperatures are assigned to the replicas. Canonical simulations at the assigned
temperatures are performed individually and simultaneously. During the simulations, the temperatures are
permutated among the replicas. Here, the Suwa-Todo algorithm [2] is employed for replica-permutation trials tominimize its rejection ratio. In my talk, I will show efficiency of RPM for small biomolecules. I will also show
applications of the Hamiltonian RPM, which is a generalization of RPM, to amyloid β-peptides (Aβ) [3,4]. Aβs form
oligomers and then amyloid fibrils which are associated with Alzheimer's disease. I will discuss the oligomerization
process of Aβs.
Reference:[1] S. G. Itoh and H. Okumura, J. Chem. Theory Comput. 9, 570 (2013).
[2] H. Suwa and S. Todo, Phys. Rev. Lett. 105, 120603 (2010).
[3] S. G. Itoh and H. Okumura, J. Comput. Chem. 34, 2493 (2013).
[4] S. G. Itoh and H. Okumura, J. Phys. Chem. B 118, 11428 (2014).

標題：放射光セミナー：光電子顕微鏡と Momentum-microscope と 2 次元イメージング型スピン検出器による超高感度スピン偏極２次元同時角度分解光電子分光
日時：2015 年 5 月 11 日(月) 午後 1 時 30 分～
場所：物性研究所本館 6 階 第 1 会議室（A636) ＴＶ会議 SPring-8 会議室
講師：菅 滋正
所属：マックスプランク微細構造物理学研究所, 大阪大学産業科学研究所
要旨：
トポロジカル絶縁体に見られるように多数の興味ある固体電子状態の研究にはスピン分解できる角度分解光電子分光(ARPES)が最も有効であると考えられる。
放射光の利用開始以来数十年にわたり ARPES の手法は着実に発展してきた。2 次元検出器を用いることで検出効率も飛躍的に向上してきた。しかしながら光電子のスピン検出に現在でも用いられる Mott 検出器やスピン LEED 検出器のfigure of merit と呼ばれるスピン検出効率 f0=(I/I0)Seff2 は 10-4 程度と依然として極めて低い。ここで I0 は検出器
target に入る電子数、I は検出器からの反射電子数、Seff は 100%偏極した電子が target に当たったときの反射電子のス
ピン依存強度の非対称性でシャーマン関数とよばれる。我が国で近年高寿命化に成功した Fe-O VLEED スピン検出器では f0 が 10-2 程度に向上したことで、これまでより格段に効率の高いスピン偏極角度分解光電子分光(SP-ARPES)が可能となった。それでも(kx,ky)の 1 点ずつのスピン偏極を測定しなければならない(つまりシングルチャンネル検出)ためにエ
ネルギー分解能あるいは波数分解能を犠牲にしたうえで、さらにかなり狭い波数領域の測定を行う他なかった。

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51ここ数年ドイツのマックスプランク微細構造物理学研究所で、S 字配置の 2 台の静電半球型電子エネルギー分析器(HDAs)で収差を補正をしたうえで同時 2 次元角度分解光電子分光のできる Momentum microscope(M.M.)の開発が進みに、さらに一昨年 Au/Ir(001) 2 次元イメージング型スピン検出器を付けることで、スピン偏極同時 2 次元角度分解光電子分光(SP-2D-ARPES)が可能となった。
1 万点にも及ぶ(kx,ky)点でのスピン偏極の同時測定ができるため VLEED 検出器の更に千倍から 1 万倍のスピン検出感度での実験が可能となった。入射側には光電子顕微鏡(PEEM)レンズを用いているため 2ステラジアン全てに放出された電子を検出器に導くことができる。このため極めて広い 2 次元波数空間での測定が He ランプを用いてさえエネルギー分
解能 12meV、波数分解能 0.005Å-1 の高分解能で可能となった。また PEEM を用いているために実空間のm あるいは
数百 nm 域を選んだミクロナノ測定も可能である。Laser あるいは放射光を用いた研究は更に強力と考えられるので、現在その方向で装置改良を進めている。この高性能装置はまだ世界で 1 台しかないが、光電子分光の新しい時代がまさに始まろうとしている。全波数空間の隅々までの高精度のスピン情報は、理論への feedback や共同研究により固体物理学全体の推進にも大きく役立つものと思われる。
References
1.S.Suga and A.Sekiyama, Photoelectron Spectroscopy: Bulk and Surface Electronic Structures, Springer Series in
Optical Sciences 176,1-378 (2014).
2.S.Suga and C.Tusche, Photoelectron spectroscopy in a wide h ・ region from 6 eV to 8 keV with full momentum andspin resolution, J.Electron Spectrosc. Rel. Phenom. (2015), in press.

標題：理論インフォーマルセミナー：Fate of Majorana fermions after a quantum quench
日時：2015 年 5 月 15 日(金) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：Prof. Pedro D. Sacramento
所属：CeFEMA, Instituto Superior Tecnico, Lisboa
要旨：
The stability of Majorana fermions at the edges of a two-dimensional topological superconductor after a quantum
quench is studied. Both instantaneous and slow quenches are considered. In the case of instantaneous quenches, theMajorana modes generally decay, but for a finite system there is a revival time that scales to infinity as the systemsize grows. Exceptions to this decaying behavior are found in some cases such as due to the presence of edge stateswith the same momentum in the final state. It is shown that the Chern number remains invariant after the quench,
until the propagation of the mode along the transverse direction reaches the middle point.
A periodic driving is also considered. In this work we consider triplet and singlet superconductors subject to periodic
variations of the chemical potential, spin-orbit coupling and magnetization in both topologically trivial and nontrivial
phases, and study their influence on the charge and spin currents that propagate along the edges of the twodimensional system.

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物性研だより第 55 巻第 2 号■■■ ■ ■ ■■

標題：理論インフォーマルセミナー：YNi 2 B 2 C における異方的超伝導ギャップの第一原理的研究
日時：2015 年 5 月 18 日(月) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：河村 光晶
所属：東京大学物性研究所
要旨：
YNi2B2C はフォノン媒介型超伝導体であるにもかかわらず異方的な超伝導ギャップを生じるという風変わりな特性を持つ。また、ホウ素原子の同位体効果が観測されていることから、軽元素由来のフォノンによって誘起される超伝導体としても興味深い。我々はこの物質の異方的超伝導ギャップの起源を探るべく、超伝導密度汎関数理論に基づく第一原理計
算を行い、超伝導ギャップや電子フォノン結合の強さを調べた。
我々の解析によると、Fermi 面上での超伝導ギャップの大きさと各軌道における Ni 3d 軌道の割合には強い負の相関があることが分かった。またその原因が、これらの軌道とフォノンとの相互作用が電子によって強く遮蔽されていることにあることが分かった。
本発表では理論、結果等についての詳細と、計算手法について述べる。

標題：導電性高分子 PEDOT/PSS の階層構造制御による高導電化
日時：2015 年 5 月 19 日(火) 午後 2 時～午後 3 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：奥崎 秀典
所属：山梨大学 大学院総合研究部
要旨：
Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) doped with poly(4-styrenesulfonic acid) (PEDOT/PSS), available in the form of
aqueous dispersion as colloidal particles, is one of the most successful conductive polymers. Because of its highelectrical conductivity, transparency, and thermal stability, the PEDOT/PSS has potential applications to organic
electronics such as capacitors, hole transport layers of organic light-emitting diodes, and transparent electrodes oftouch panels and solar cells as an alternative of indium tin oxide (ITO). In this seminar, correlation between
hierarchical structure and electrical conductivity of PEDOT/PSS will be investigated by means of XPS, XRD and CAFM. The improvement of electrical conductivity can be achieved by hierarchical structure changes: crystallization of
PEDOT molecules, removal of the insulating PSS from the surface of the PEDOT/PSS particles, and aggregation of
the particles, affecting both intra- and inter-particle transport of charge carriers. Furthermore, if there is time, ourrecent work on synthesis and characterization of highly conductive PEDOT/PSS (> 1000 S/cm) and applications to
flexible and stretchable organic devices will be presented.

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53標題：理論セミナー：Optimized effective potential method in static RPA and its applications
日時：2015 年 5 月 29 日(金) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：赤井 久純
所属：東京大学物性研究所
要旨：
The optimized effective potential (OEP) method combined with many-body perturbation schemes is one of promising
approaches to go beyond the local density approximation of the density functional theory. Although the method is very
powerful, it has not been widely used so far. One of the reasons is that some ambiguity inherent to the OEP prevents
us to apply it to spin-polarized cases [1]. Another more practical reason is that its computational cost is rather high.
In order to overcome these points, first, we reformulated the OEP method to render it applicable to general correlation
functionals including the RPA correlation functional [2]. The following points are emphasized: i) Level-crossing at the
Fermi surface is taken into account; ii) eigenvalue variations in a Kohn-Sham functional are correctly treated; and iii)
the resultant OEP equation is different from those reported to date.
Seoond, we have introduced a method that accelerates the OEP scheme in a static RPA-level correlation functionalin the framework of KKR. Further to improve the computational speed, the Krieger-Li-Iafrate (KLI) approximation is
exploited for solving the OEP equation. It is likely that KLI approximation does not deteriorate the description of themagnetic transition metals (Fe, Co, and Ni) examined here, despite the fact that their magnetic properties are rather
sensitive to the treatment of correlation energy.

標題：単分子量子磁石を用いた単分子量子スピントロニクスの最前線
日時：2015 年 5 月 29 日(金) 午前 11 時～午後 0 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 1 会議室（A636)
講師：山下 正廣
所属：東北大学大学院理学研究科化学専攻
要旨：
スピントロニクスは 21 世紀のキーテクノロジーとして基礎と応用の両面から研究されている。記録素子として古典磁石を用いた巨大磁気抵抗(GMR)やトンネル磁気抵抗(GMR)が日常的に使われている。しかし、ムーアの限界を超えるためには古典磁石をナノサイズにしなければならないが、古典磁石はナノサイズでは磁石としては働かない。そこで、我々は２１世紀のナノ分子磁石である単分子量子磁石を用いてムーアの限界を超えるために、量子分子スピントロニクスに関する研究を行っている。本講演では、単分子量子磁石を用いた、単分子メモリー、近藤効果、巨大磁気抵抗(GMR)、トンネ
ル磁気抵抗(TMR)、電界トランジスター(FET)、などについて紹介する。
[1] T. Komeda, M. Yamashita, et al., Nature Commun., 2, 217(2011)[2] K. Katoh, M. Yamashita, et al., J. Am. Chem. Soc., 131, 9967(2009)[3] Z.Wei-Xiong, M. Yamashita, et al., J. Am. Chem. Soc., 134, 6908(2012)[4] T. Komeda, K. Kaoth, M. Yamashita, et al., J. Am. Chem. Soc., 135, 651(2013)54

物性研だより第 55 巻第 2 号■■■ ■ ■ ■■

標題：ナノサイエンスセミナー：Measurement of resistance induced by a single potassium atom on chiralangle known nanotubes
日時：2015 年 6 月 1 日(月) 午後 1 時 30 分～午後 3 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 2 セミナー室（A612)
講師：Prof. Masa Ishigami
所属：Department of Physics, University of Central Florida
要旨：
Impurity-induced carrier scattering is expected to be dependent on the chirality of nanotubes and the nature of
scattering potentials induced by impurities. Such scattering is still poorly understood because it has been impossible
to measure the impact of impurities on resistance of carbon nanotubes with known chirality.
We have measured the scattering strength of charged impurities on semiconducting single-walled carbon nanotubes
with known chirality. The resistivity of nanotubes is measured as a function of the density of adsorbed potassium
atoms, enabling the determination of the resistance added by an individual potassium atom. Holes are scattered 26
times more efficiently than electrons by an adsorbed potassium atom. The determined scattering strength is used toreveal the spatial extent and depth of the scattering potential for potassium, a model Coulomb adsorbate, paving way
for rational design of nanotube-based sensors.

標題：ミニワークショップ：Spins at Surfaces
日時：2015 年 6 月 9 日(火) 午前 10 時 30 分～午後 4 時 45 分
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
要旨：
Program
10:30 Roland Wiesendanger (University of Hamburg)"Exploring spins at surfaces by spin-polarized STM" (Lecture in NPSMP2015)
Lunch break
13:30 Hidemi Shigekawa (Tsukuba University)"Probing spin dynamics by laser-combined scanning tunneling microscopy"
14:00 Tadahiro Komeda (Tohoku University)"Spins of adsorbed molecules"
14:30 Toyokazu Yamada (Chiba University)"Quantitative STM spin-polarization measurements of single molecules on magnetic domains"
Coffee break
15:15 Noriyuki Tsukahara (University of Tokyo)"Controlling orbital-selective Kondo effects in a single molecule"
15:45 Yasuo Yoshida (University of Tokyo)"Real-space observations of superconducting and magnetic properties of the heavy fermion
superconductor CeCoIn5"
16:15 Toshio Miyamachi (University of Tokyo)"Orbital selectivity in STM: distant-dependent tunneling process observed in iron nitride"■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 55 巻第 2 号

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標題：シリーズセミナー：極限コヒーレント光科学 31 回目：Probing new features of spin dynamics in RMnO 3
and Li 2 RuO 3
日時：2015 年 6 月 10 日(水) 午前 10 時 30 分～
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：Prof. Je-Geun Park
所属：Center for Correlated Electron Systems, Institute for Basic Science, Department of Physics &Astronomy, Seoul National University,Korea
要旨：
When the physical dimension is reduced, fluctuation gets generally enhanced and a phase transition of a system
under question is strongly suppressed, if not entirely wiped out. Such fluctuations dominated phases generally offer arich playground of new physics. Although there have been extensive studies of such low-dimensional magnetic systems,
any new studies when carried in full details are bound to unearth novel phenomena.
In this talk, I am going to take two examples with two-dimensional magnetic lattice and illustrate how inelastic
neutron scattering gives the rare glimpse of new spin dynamics. The first example is multiferroic hexagonal RMnO3,
which exhibits two-dimensional triangular magnetism. Furthermore, as it belongs to the interesting class of materials,
called multiferroic, it also provides an interesting platform to investigate low dimensional magnetism with asupposedly strong coupling to the ferroelectric order parameter and lattice. The second example is Li2RuO3 with ahoneycomb lattice. As Ru of Li2RuO3 has 4+ valence with intermediate spin-orbit coupling strength, it offers a test
ground for exploring spin-orbit physics with the honeycomb lattice. By using the high-resolution neutron scattering
technique, we have been investigating the spin dynamics of these two interesting materials. The main findings aremagnon-magnon and magnon-phonon interactions for RMnO3 [1, 2] and unusual doping-induced low energy spin
dynamics of Li2RuO3[3].
[1] Seongsu Lee, et al., Nature 451, 805 (2008).
[2] Joosung Oh, et al., Phys. Rev. Lett. 111, 257202 (2013).
[3] Junghwan Park, et al., to be published

標題：理論セミナー：Ground-state properties of the two-dimensional strongly interacting Fermi atomic
gas and the interplay between superfluidity and spin-orbit coupling
日時：2015 年 6 月 26 日(金) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：Prof. Shiwei Zhang
所属：College of William and Mary, Williamsburg, Virginia, USA
要旨：
Exact calculations are performed on the two-dimensional strongly interacting, unpolarized, uniform Fermi gas witha zero-range attractive interaction. We briefly describe recent advances in auxiliary-field quantum Monte Carlotechniques, which enable calculations on large enough lattices to reliably compute ground-state properties in thethermodynamic limit. A new equation of state is obtained, with a parametrization provided, which can serve as abenchmark and allow accurate comparisons with experiments. The pressure, contact parameter, and condensate
fraction are determined systematically vs. the interaction strength. The momentum distribution, pairing correlation,and the structure of the condensate wave function are computed. A Rashba spin-orbit coupling is then included to
examine its interplay with superfluidity and the resulting pairing and spin structures and correlations.

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物性研だより第 55 巻第 2 号■■■ ■ ■ ■■

標題：ナノサイエンスセミナー：Theory of Dirac and Topological States on Conventional Semiconductor
Surfaces
日時：2015 年 6 月 29 日(月) 午前 11 時～午後 0 時 30 分
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：Prof. Feng Liu
所属：Department of Materials Science and Engineering, University of Utah
要旨：
Since the discovery of graphene, two-dimensional (2D) materials have drawn much recent interest. Two outstanding
properties unique to 2D materials are Dirac and topological states, which span a wide range of novel electronic andquantum transport phenomena. When a freestanding 2D atomic layer is transferred to a substrate, however, its
intrinsic properties will be altered, let alone the difficulty of the transfer process. This poses also a formidable technicalchallenge for potential applications of 2D materials. In this talk, I will present our recent efforts in computational
design of Dirac and topological states on conventional semiconductor surfaces [1-4]. By constructing overlayer
structures that are atomically bonded but electronically isolated from the underlying substrates, various “virtual”
2D materials can be made on top of semiconductor substrates, where the electronic bands of the virtual 2D materials
lie completely inside the band gap of substrates. A substrate orbital filtering effect is shown to play a key role in thedesign process. We envision that our findings will not only greatly broaden the scientific scope of 2D materials but
also significantly impact on their applications in real devices.
[1] M. Zhou, W. Ming, Z. Liu, Z. Wang, P. Li, F. Liu, “Epitaxial growth of large-gap quantum spin Hall insulator on
semiconductor surface”, Proc. Natl. Acad. Sci., 111, 14378 (2014).
[2] M. Zhou, Z. Liu, W. Ming, Z. Wang, F. Liu, “sd2 Graphene: Kagome Band in Hexagonal lattice”, Phys. Rev. Lett.
113, 236802 (2014).
[3] M. Zhou, W. Ming, Z. Liu, Z. Wang, Y. Yao, F. Liu, "Formation of quantum spin Hall state on Si surface and energy
gap scaling with strength of spin orbit coupling", Sci. Rep. 4, 7102 (2014).
[4] Z. F. Wang, F. Liu, “Self-Assembled Si Surface Dirac States and THz Plasmonics”, Phys. Rev. Lett. (in press, 2015).

標題：理論セミナー：全電子第一原理 GW +Bethe-Salpeter 法
日時：2015 年 7 月 3 日(金) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：野口 良史
所属：東京大学物性研究所
要旨：
Bethe-Salpeter 方程式（BSE）を GW 近似(GWA)の範囲で解くいわゆる GW+Bethe-Salpeter 法は現実物質の光吸収スペクトルを計算することのできる最も高精度な第一原理手法の一つである。しかしこれまでのところ、計算コストや基底関数などの問題からその応用例はあまり多くなく、少数原子系に対して価電子帯の電子励起が対象となる UV-vis 吸収スペクトルの計算が行われているだけである。
本研究では全電子混合基底法[1]と第一原理 GW+Bethe-Salpeter 法を組み合わせて用いることで、X 線吸収スペクトル(XAS)の第一原理計算に成功した[2]。また本プログラムをハイブリッド(OpenMP+MPI)並列向けに再設計・開発することにより、約 1500CPU コア程度を用いた並列計算が可能になった。その結果、計算の信頼性や計算精度を一切損なうことなく、100 原子以上からなる系に対する UV-vis 吸収スペクトルの高精度計算にも成功した[3]。本講演では、最近行った
XAS の計算例を示し、実験のスペクトルや他の計算手法との比較を行い、本手法の妥当性を検証する予定である。また全■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 55 巻第 2 号

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電子混合基底法プログラムの開発の現状やベンチマークテストの結果などを紹介しつつ、本プログラムを用いた今後の応用計算の可能性を示す予定である。
[1] Y. Noguchi, M. Hiyama, H. Akiyama, and N. Koga, J. Chem. Phys., 141, 044309 (2014).
[2] Y. Noguchi, M. Hiyama, H. Akiyama, Y. Harada, and N. Koga, J. Chem. Theory Comput., 11, 1668 (2015).
[3] Y. Noguchi and O. Sugino, J. Chem. Phys., 142, 064313 (2015).

標題：理論セミナー：モット転移近傍の電子状態
日時：2015 年 7 月 17 日(金) 午後 4 時～午後 5 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：河野 昌仙
所属：物質・材料研究機構
要旨：
典型的な金属の物性は自由電子の性質として理解することができる。一方、モット絶縁体は、電荷励起に大きなギャッ
プがあり、低エネルギーの性質はスピン自由度だけで説明することができる。モット転移の問題は、自由電子のように振舞っていた電子がモット転移に向けてどのようにスピンと電荷の自由度が分離した状態へと変化するのかという問題である。本講演では、この問題に関して、1 次元ハバードモデルの厳密解の解析[1]、2 次元ハバードモデル[2]および t-J モデ
ルの数値計算、無限小ドープ極限の 1 電子励起状態とモット絶縁体の磁気励起状態との波動関数の重なりや量子数の選択則などの解析を行った結果を示し、モット転移は電子の動きをスピン自由度に保ったまま、電荷自由度が凍結する転移として特徴づけられることを述べる。また、2 次元ハバードモデルおよび t-J モデルの数値計算結果と 1 次元系からの摂動論によって、高温超伝導体で観測されている様々な異常な振る舞い（ドーピング誘起状態、フェルミアーク、擬ギャップ、
平坦バンド、スピノン的モード、ホロン的モード、キンク、ウォーターフォールなど）を 2 次元系のモット転移近傍の性質として統一的に説明する[2,3]。
[1] M. Kohno, Phys. Rev. Lett. 105, 106402 (2010).
[2] M. Kohno, Phys. Rev. Lett. 108, 076401 (2012).
[3] M. Kohno, Phys. Rev. B 90, 035111 (2014).

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物性研だより第 55 巻第 2 号■■■ ■ ■ ■■