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固体における内殻電子の絶対束縛エネルギーを高精度に計算する新手法を開発 (2016.12.22)

作者: 下敷領恵美 最終変更 2017年01月05日 18時59分
東京大学物性研究所の尾崎泰助特任教授と Chi-Cheng Lee 特任研究員は、固体における内殻電子の絶対束縛エネルギーを密度汎関数理論に基づき高精度に計算する新手法を開発しました。

 

本手法の開発により、X 線光電子分光法(注2)で測定される絶対束縛エネルギーと第一原理計算の直接的な比較が可能となり、新二次元物質や触媒表面等の原子レベルでの構造同定や
電子状態の解明に大きく寄与することが期待されます。光電効果は 19 世紀の後半に ヘルツとハルバックスによって発見され、1905 年にアインシュタインにより光の粒子性を仮定することで
その物理過程が解明された古くから知られる現象です。この光電効果を利用した X 線光電子分光法は物質表面近傍の元素組成分析や構造同定、また電子状態の解析に広く用いら れており、
シリセンに代表される新二次元物質の構造解析や、
触媒の原子レベルでの反応機構 の解明などに不可欠な実験手段となっています。一方、その長い歴史と物質科学における重要 性にも関わ
らず、最も基本的な測定量である内殻電子の絶対
束縛エネルギーを高精度に算出す る実用的計算手法は知られていませんでした。本研究では固体(金属、半導体、絶縁体)中で の内殻電子
の絶対束縛エネルギーを決定する化学的環境、
スピン軌道相互作用、磁気的交換相 互作用を統一して取り扱うことにより、高精度でかつ実用的な第一原理計算手法の開 発に初めて成功しま
した。X 線光電子分光における理論解析の
標準手法として、今後広く活用 されることが期待されます。

 

●発表雑誌:「Physical Review Letters」(2017年1月20日(火)にオンライン版掲載予定)

●論文タイトル:Absolute binding energies of core levels in solids from first-principles

●著者:尾崎 泰助 (東京大学物性研究所 特任教授),  Chi-Cheng Lee(東京大学物性研究所 特任研究員)

 

[東京大学物性研究所のプレスリリース]
http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20161222.pdf

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