研究活動情報

• 2023年05月 一般社団法人HPCIコンソーシアム, HPCIソフトウェア賞(奨励賞), SALMON (Scalable Ab-initio Light-Matter simulator for Optics and Nanoscience)

  山田俊介, 廣川祐太, 飯田健二, 岩田潤一, 野田真史, 乙部智仁, 佐藤駿丞, 篠原康, 竹内嵩, 谷水城, 植本光治, 矢花一浩, 山田篤志


• 2021年10月 The 5th International Symposium for The Core Research Clusters for Materials Science and Spintronics, and The 4th Symposium on International Joint Graduated Program in Materials Science, Poster Award, Robust interfacial anisotropic orbital moment induced at crystallographically heterogeneous graphene/L10-FePd interface

  H. Naganuma, M. Nishijima, H. Adachi, M. Uemoto, H. Shinya, S. Yasui, H. Morioka, A. Hirata, F. Godel, M-B. Martin, B. Dlubak, P. Seneor, K. Amemiya


• 2021年09月 応用物理学会, Poster Award, Anisotropic orbital moment induced at graphene / L10-alloy hybrid interface

  永沼 博, 西嶋 雅彦, 安達 隼人, 植本 光治, 新屋 ひかり, 安井 伸太郎, 森岡 仁, B. Dlubak, P. Seneor, 雨宮 健太


• 2013年12月 第24回光物性研究会, 光物性研究会奨励賞, 半導体ナノギャップ共振器によるラビ分裂の計算

  植本光治, 安食博志

• GPU acceleration of overbridging boundary matching method without Green's functions based on real-space finite-difference method

  Takanori Akamatsu, Mitsuharu Uemoto, Yoshiyuki Egami, Tomoya Ono

  Elsevier BV, 2025年07月, Computer Physics Communications, 312, 109585 - 109585, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• シリコンナノグレーティング構造における非線形光学応答の第一原理予測

  松浦豪介, 山田俊介, 乙部智仁, 植本光治

  2024年12月, 第35回光物性研究会論文集, 35, 205 - 208, 日本語, パスワードが無い

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

  添付ファイルのURL


• GPU acceleration of conjugate gradient method obtaining Green's function for transport-property calculation

  Takanori Akamatsu, Mitsuharu Uemoto, Yoshiyuki Egami, Tomoya Ono

  Elsevier BV, 2024年02月, Computer Physics Communications, 295, 108989 - 108989, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• First-principle study of spin transport property in L10-FePd(001)/graphene heterojunction

  Hayato Adachi, Ryusuke Endo, Hikari Shinya, Hiroshi Naganuma, Tomoya Ono, Mitsuharu Uemoto

  In our previous work, we synthesized a metal/2D material heterointerface consisting of L10-ordered iron–palladium (FePd) and graphene (Gr) called FePd(001)/Gr. This system has been explored by both experimental measurements and theoretical calculations. In this study, we focus on a heterojunction composed of FePd and multilayer graphene referred to as FePd(001)/m-Gr/FePd(001), where m represents the number of graphene layers. We perform first-principles calculations to predict their spin-dependent transport properties. The quantitative calculations of spin-resolved conductance and magnetoresistance (MR) ratio (150%–200%) suggest that the proposed structure can function as a magnetic tunnel junction in spintronics applications. We also find that an increase in m not only reduces conductance but also changes transport properties from the tunneling behavior to the graphite π-band-like behavior. Additionally, we investigate the spin-transfer torque-induced magnetization switching behavior of our junction structures using micromagnetic simulations. Furthermore, we examine the impact of lateral displacements (sliding) at the interface and find that the spin transport properties remain robust despite these changes; this is the advantage of two-dimensional material hetero-interfaces over traditional insulating barrier layers such as MgO.

  AIP Publishing, 2024年01月, Journal of Applied Physics, 135(4) (4), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Density functional theory study on effect of NO annealing for SiC(0001) surface with atomic-scale steps

  Mitsuharu Uemoto, Nahoto Funaki, Kazuma Yokota, Takuji Hosoi, Tomoya Ono

  Abstract The effect of NO annealing on the electronic structures of the 4H-SiC(0001)/SiO₂ interface with atomic-scale steps is investigated. The characteristic behavior of the conduction band edge (CBE) states is strongly affected by the atomic configurations in the SiO₂ and the step structure, resulting in the discontinuity of the CBE states at the step edges, which prevents carriers from penetrating from the source to drain and decreases the mobile carrier density. We found that the behavior of the CBE states becomes independent from the atomic configuration of the SiO₂ and the density of the discontinuities is reduced after NO annealing.

  IOP Publishing, 2024年01月, Applied Physics Express

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Insertion of methylene groups to functional molecule for high thermal stability and superior functionality of single-molecule transistors: first-principles study

  Miku Furushima, Mitsuharu Uemoto, Dongbao Yin, Seiichiro Izawa, Ryo Shintani, Yutaka Majima, Tomoya Ono

  2024年, New Journal of Chemistry, 48(36) (36), 16008 - 16014, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Laser writing of preferentially orientated nitrogen-vacancy centers in diamond

  Kohei Kinouchi, Yasuhiko Shimotsuma, Mitsuharu Uemoto, Masanori Fujiwara, Norikazu Mizuochi, Masahiro Shimizu, Kiyotaka Miura

  Elsevier BV, 2023年12月, Carbon Trends, 100318 - 100318, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• 第一原理計算による半導体ナノ構造の非線形光学効果のシミュレーション

  木原康輝, 松浦豪介, 山田俊介, 植本光治

  2023年12月, 光物性研究会論文集(CD-ROM), 34th, 235 - 238, 日本語


• Valley filters using graphene blister defects from first principles

  Mitsuharu Uemoto, Masaki Nishiura, Tomoya Ono

  Abstract Valleytronics, which makes use of the two valleys in graphenes, attracts considerable attention and a valley filter is expected to be the central component in valleytronics. We propose the application of the graphene valley filter using blister defects to the investigation of the valley-dependent transport properties of the Stone--Wales and blister defects of graphenes by density functional theory calculations. It is found that the intervalley transition from the $\mathbf{K}$ valley to the $\mathbf{K}^\prime$ valleys is completely suppressed in some defects. Using a large bipartite honeycomb cell including several carbon atoms in a cell and replacing atomic orbitals with molecular orbitals in the tight-binding model, we demonstrate analytically and numerically that the symmetry between the A and B sites of the bipartite honeycomb cell contributes to the suppression of the intervalley transition. In addition, the universal rule for the atomic structures of the blisters suppressing the intervalley transition is derived. Furthermore, by introducing additional carbon atoms to graphenes to form blister defects, we can split the energies of the states at which resonant scattering occurs on the $\mathrm{K}$ and $\mathrm{K}^\prime$ channel electrons. Because of this split, the fully valley-polarized current will be achieved by the local application of a gate voltage.

  IOP Publishing, 2023年11月, Journal of Physics: Condensed Matter, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Twist p_z Orbital and Spin Moment of the Wavy-Graphene/L1₀-FePd Moiré Interface

  H. Naganuma, M. Uemoto, H. Adachi, H. Shinya, I. Mochizuki, M. Kobayashi, A. Hirata, B. Dlubak, T. Ono, P. Seneor, J. Robertson, K. Amemiya

  American Chemical Society (ACS), 2023年06月, The Journal of Physical Chemistry C

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Formation of NV centers in diamond by a femtosecond laser single pulse

  Y. Shimotsuma, K. Kinouchi, R. Yanoshita, M. Fujiwara, N. Mizuochi, M. Uemoto, M. Shimizu, K. Miura

  The NV centers in a diamond were successfully created by the femtosecond laser single pulse. We also investigated the effect on the diamond lattice induced by the different laser pulse widths from both experimental and theoretical perspectives. Interestingly, in spite of the high thermal conductivity of a diamond, we found that there is a suitable pulse repetition rate of several tens kHz for the formation of NV center ensembles by the femtosecond laser pulse irradiation.

  Optica Publishing Group, 2023年01月, Optics Express, 31(2) (2), 1594 - 1594, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• 第一原理計算によるIII-V族化合物半導体の非線形光学効果のシミュレーション

  木原康輝, 植本光治

  2022年12月, 光物性研究会論文集(CD-ROM), 33rd, 135 - 138, 日本語


• Density functional theory calculations for investigation of atomic structures of 4H-SiC/SiO2 interface after NO annealing

  Naoki Komatsu, Mizuho Ohmoto, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  We propose the atomic structures of the 4H-SiC/[Formula: see text] interface for [Formula: see text] face (1[Formula: see text]00), [Formula: see text] face (11[Formula: see text]0), the C face (000[Formula: see text]), and Si face (0001) after NO annealing using the OH-terminated SiC surface models. Our proposed structures preferentially form at the topmost layers of the SiC side of the interface, which agrees with the experimental finding of secondary-ion mass spectrometry; that is, the N atoms accumulate at the interface. In addition, the areal N-atom density is of the order of [Formula: see text] for each plane, which is also consistent with the experimental result. Moreover, the electronic structure on the interface after NO annealing in which the CO bonds are removed and the nitride layer only at the interface is inserted, is free from gap states, although some interface models before NO annealing include the gap states arising from the CO bonds near the valence band edge of the bandgap. Our results imply that NO annealing can contribute to the reduction in the density of interface defects by forming the nitride layer.

  AIP Publishing, 2022年10月, Journal of Applied Physics, 132(15) (15), 155701 - 155701, 英語

  [査読有り]

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• Density functional study of twisted graphene L1-FePd heterogeneous interface

  Mitsuharu Uemoto, Hayato Adachi, Hiroshi Naganuma, Tomoya Ono

  Graphene on [Formula: see text]-FePd(001), which has been experimentally studied in recent years, is a heterogeneous interface with a significant lattice symmetry mismatch between the honeycomb structure of graphene and tetragonal alloy surface. In this work, we report on the density functional study of its atomic-scale configurations, electronic and magnetic properties, and adsorption mechanism, which have not been well understood in previous experimental studies. We propose various atomic-scale models, including simple nontwisted and low-strain twisted interfaces, and analyze their energetical stability by performing structural optimizations using the van der Waals interactions of both DFT-D2 and optB86b-vdW functionals. The binding energy of the most stable structure reached [Formula: see text] eV/atom for DFT-D2 ([Formula: see text] eV/atom for optB86b-vdW). The calculated FePd-graphene spacing distance was approximately 2 Å, which successfully reproduced the experimental value. We also find out characteristic behaviors: the modulation of [Formula: see text]-bands, the suppression of the site-dependence of adsorption energy, and the rise of moiré-like corrugated buckling. In addition, our atomic structure is expected to help build low-cost computational models for investigating the physical properties of [Formula: see text] alloys/two-dimensional interfaces.

  AIP Publishing, 2022年09月, Journal of Applied Physics, 132(9) (9), 095301 - 095301, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Theoretical investigation of vacancy related defects at 4H-SiC(0001̅)/SiO2 interface after wet oxidation

  Mukai Tsunasaki, Tomoya Ono, Mitsuharu Uemoto

  Abstract The stability and formation mechanism of the defects relevant to silicon and carbon vacancies at the 4H-SiC($000\bar{1}$)/SiO₂ interface after wet oxidation are investigated by first-principles calculation based on the density functional theory. The difference in the total energy of the defects agrees with the experimental results concerning the density of defects. We found that the characteristic behaviors of the generation of defects are explained by the positions of vacancies and antisites in the SiC($000\bar{1}$) substrate and that the formation of silicon and carbon vacancies is relevant to the generation mechanism of defects. The generation of silicon and carbon vacancies is attributed to the termination of dangling bonds by H atoms introduced by wet oxidation, resulting in the generation of carbon-antisite–carbon-vacancy and divacancies defects in wet oxidation.

  {IOP} Publishing, 2022年07月, Japanese Journal of Applied Physics, 61({SH}) ({SH}), SH1001 - SH1001, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• First-principles method for nonlinear light propagation at oblique incidence

  Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana

  We have developed a computational method to describe the nonlinear light propagation of an intense and ultrashort pulse at oblique incidence on a flat surface. In the method, coupled equations of macroscopic light propagation and microscopic electron dynamics are simultaneously solved using a multiscale modeling. The microscopic electronic motion is described by first-principles time-dependent density functional theory. The macroscopic Maxwell equations that describe oblique light propagation are transformed into one-dimensional wave equations. As an illustration of the method, light propagation at oblique incidence on a silicon thin film is presented.

  Optica Publishing Group, 2022年06月, Optics Express, 30(13) (13), 23664 - 23664, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Unveiling a Chemisorbed Crystallographically Heterogeneous Graphene/L1₀-FePd Interface with a Robust and Perpendicular Orbital Moment

  Hiroshi Naganuma, Masahiko Nishijima, Hayato Adachi, Mitsuharu Uemoto, Hikari Shinya, Shintaro Yasui, Hitoshi Morioka, Akihiko Hirata, Florian Godel, Marie-Blandine Martin, Bruno Dlubak, Pierre Seneor, Kenta Amemiya

  A crystallographically heterogeneous interface was fabricated by growing hexagonal graphene (Gr) using chemical vapor deposition (CVD) on a tetragonal FePd epitaxial film grown by magnetron sputtering. FePd was alternately arranged with Fe and Pd in the vertical direction, and the outermost surface atom was identified primarily as Fe rather than Pd. This means that FePd has a high degree of L10-ordering, and the outermost Fe bonds to the carbon of Gr at the interface. When Gr is grown by CVD, the crystal orientation of hexagonal Gr toward tetragonal L10-FePd selects an energetically stable structure based on the van der Waals (vdW) force. The atomic relationship of Gr/L10-FePd, which is an energetically stable interface, was unveiled theoretically and experimentally. The Gr armchair axis was parallel to FePd [100]L10, where Gr was under a small strain by chemical bonding. Focusing on the interatomic distance between the Gr and FePd layers, the distance was theoretically and experimentally determined to be approximately 0.2 nm. This shorter distance (≈0.2 nm) can be explained by the chemisorption-type vdW force of strong orbital hybridization, rather than the longer distance (≈0.38 nm) of the physisorption-type vdW force. Notably, depth-resolved X-ray magnetic circular dichroism analyses revealed that the orbital magnetic moment (Ml) of Fe in FePd emerged at the Gr/FePd interface (@inner FePd: Ml = 0.16 μB → @Gr/FePd interface: Ml = 0.32 μB). This interfacially enhanced Ml showed obvious anisotropy in the perpendicular direction, which contributed to interfacial perpendicular magnetic anisotropy (IPMA). Moreover, the interfacially enhanced Ml and interfacially enhanced electron density exhibited robustness. It is considered that the shortening of the interatomic distance produces a robust high electron density at the interface, resulting in a chemisorption-type vdW force and orbital hybridization. Eventually, the robust interfacial anisotropic Ml emerged at the crystallographically heterogeneous Gr/L10-FePd interface. From a practical viewpoint, IPMA is useful because it can be incorporated into the large bulk perpendicular magnetic anisotropy (PMA) of L10-FePd. A micromagnetic simulation assuming both PMA and IPMA predicted that perpendicularly magnetized magnetic tunnel junctions (p-MTJs) using Gr/L10-FePd could realize 10-year data retention in a small recording layer with a circular diameter and thickness of 10 and 2 nm, respectively. We unveiled the energetically stable atomic structure in the crystallographically heterogeneous interface, discovered the emergence of the robust IPMA, and predicted that the Gr/L10-FePd p-MTJ is significant for high-density X nm generation magnetic random-access memory (MRAM) applications.

  American Chemical Society (ACS), 2022年03月, ACS Nano, 16(3) (3), 4139 - 4151, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Large-scale ab initio simulation of light–matter interaction at the atomic scale in Fugaku

  Yuta Hirokawa, Atsushi Yamada, Shunsuke Yamada, Masashi Noda, Mitsuharu Uemoto, Taisuke Boku, Kazuhiro Yabana

  In the field of optical science, it is becoming increasingly important to observe and manipulate matter at the atomic scale using ultrashort pulsed light. For the first time, we have performed the ab initio simulation solving the Maxwell equation for light electromagnetic fields, the time-dependent Kohn-Sham equation for electrons, and the Newton equation for ions in extended systems. In the simulation, the most time-consuming parts were stencil and nonlocal pseudopotential operations on the electron orbitals as well as fast Fourier transforms for the electron density. Code optimization was thoroughly performed on the Fujitsu A64FX processor to achieve the highest performance. A simulation of amorphous SiO₂ thin film composed of more than 10,000 atoms was performed using 27,648 nodes of the Fugaku supercomputer. The simulation achieved excellent time-to-solution with the performance close to the maximum possible value in view of the memory bandwidth bound, as well as excellent weak scalability.

  SAGE Publications, 2022年01月, The International Journal of High Performance Computing Applications, 36(2) (2), 182 - 197, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• First-Principles Study on Structure and Anisotropy of High N-atom Density Layer in 4H-SiC

  Mitsuharu Uemoto, Naoki Komatsu, Yoshiyuki Egami, Tomoya Ono

  A nitridation annealing process is well employed to reduce interface trap states that degrade the channel mobility of 4H-SiC/SiO${}_2$ metal-oxide-semiconductor field-effect transistor. In recent experiments, the existence of high N-atom density layers at the annealed interface is reported and their concentrations are known to be anisotropic in the crystal planes. Until now, the role of atomic structure and the electronic states surrounding the N atoms incorporated by the nitridation annealing process on the origin of anisotropy is not well understood. In this work, we propose a simplified atomic-scale model structure of 4H-SiC with the a high N-atom density layer ($\sim 10^{15}~\mathrm{atom}/\mathrm{cm}^2$), which is of the order of the experimental observation. We use bulk 4H-SiC as host crystal and consider several sets of the atomic configurations of the N-atom incorporated structure at the cubic ($k$) and hexagonal ($h$) sites on $a$-, $m$-, and Si- (C-) planes. Based on the density functional theory calculations, we investigate the influence of the energy stability on the distribution directions. Although our bulk model is simplified compared to the realistic interface structures, we confirm significant difference among models and observe that the incorporation of N atoms on the $a$-face is stable. Furthermore, from the analysis of the electronic states, we suggest that this anisotropy of the formation energy originates from the change of the coordinating number due to the difference in geometric configurations of the N-atom incorporated structures.

  Physical Society of Japan, 2021年12月, Journal of the Physical Society of Japan, 90(12) (12), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• 2D遷移金属ジカルコゲナイド単層の超高速可飽和吸収の第一原理研究

  村上圭伊, 植本光治

  2021年12月, 光物性研究会論文集(CD-ROM), 32nd, 75 - 78, 日本語, 国際共著していない


• グラフェン/L1₀-規則合金界面に誘起された異方的軌道モーメント

  永沼 博, 西嶋 雅彦, 安達 隼人, 植本 光治, 新屋 ひかり, 安井 伸太郎, 森岡 仁, Bruno Dlubak, Pierre Seneor, 雨宮 健太

  公益社団法人 応用物理学会, 2021年08月, 応用物理学会学術講演会講演予稿集, 2021.2, 1964 - 1964, 日本語


• Erratum: Attosecond state-resolved carrier motion in quantum materials probed by soft x-ray XANES (Appl. Phys Rev. (2021) 8 (011408) DOI: 10.1063/5.0020649)

  Bárbara Buades, Antonio Picón, Emma Berger, Iker León, Nicola Di Palo, Seth L. Cousin, Caterina Cocchi, Eric Pellegrin, Javier Herrero Martin, Samuel Mañas-Valero, Eugenio Coronado, Thomas Danz, Claudia Draxl, Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana, Martin Schultze, Simon Wall, Michael Zürch, Jens Biegert

  American Institute of Physics Inc., 2021年06月, Applied Physics Reviews, 8(2) (2), 英語

  研究論文（学術雑誌）


• Attosecond state-resolved carrier motion in quantum materials probed by soft x-ray XANES

  Barbara Buades, Antonio Picon, Emma Berger, Iker Leon, Nicola Di Palo, Seth L. Cousin, Caterina Cocchi, Eric Pellegrin, Javier Herrero Martin, Samuel Manas-Valero, Eugenio Coronado, Thomas Danz, Claudia Draxl, Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana, Martin Schultze, Simon Wall, Michael Zuerch, Jens Biegert

  2021年03月, APPLIED PHYSICS REVIEWS, 8(1) (1), 英語

  [査読有り]


• First-principles study of ultrafast and nonlinear optical properties of graphite thin films

  Mitsuharu Uemoto, Shintaro Kurata, Norihito Kawaguchi, Kazuhiro Yabana

  2021年02月, Physical Review B, 103(8) (8), 英語

  [査読有り]


• Attosecond Soft-X-Ray Spectroscopy in a Transition Metal Dichalcogenide

  Barbara Buades, Iker león, Nicola Di Palo, Daniel E. Rivas, Themistoklis P. H. Sidiropolous, Stefano Severino, Maurizio Reduzzi, Seth Cousin, Michaël Hemmer, Caterina Cocchi, Eric Pellegrin, Javier Herrero-Martín, Samuel Mañas-Valero, Eugenio Coronado, Thomas Danz, Claudia Draxl, Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana, Martin Schultze, Simon Wall, Antonio Picón, Jens Biegert

  2019年10月, 2019 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC), 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Nonlinear polarization evolution using time-dependent density functional theory

  Mitsuharu Uemoto, Yuki Kuwabara, Shunsuke A. Sato, Kazuhiro Yabana

  2019年03月, The Journal of Chemical Physics, 150(9) (9), 094101, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• A first-principles simulation method for ultrafast nano-optics

  Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana, Shunsuke A. Sato, Yuta Hirokawa, Taisuke Boku

  2019年, XXI INTERNATIONAL CONFERENCE ON ULTRAFAST PHENOMENA 2018 (UP 2018), 205(04023) (04023), 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Maxwell+TDDFT マルチスケール計算のための 斜め方向光入射の取り扱いについて

  植本光治, 矢花一浩

  2018年12月, 第２９回光物性研究会論文集, 205 - 208, 日本語

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）


• SALMON: Scalable Ab-initio Light-Matter simulator for Optics and Nanoscience

  Masashi Noda, Shunsuke A. Sato, Yuta Hirokawa, Mitsuharu Uemoto, Takashi Takeuchi, Shunsuke Yamada, Atsushi Yamada, Yasushi Shinohara, Maiku Yamaguchi, Kenji Iida, Isabella Floss, Tomohito Otobe, Kyung-Min Lee, Kazuya Ishimura, Taisuke Boku, George F. Bertsch, Katsuyuki Nobusada, Kazuhiro Yabana

  2018年04月, Computer Physics Communications, 235, 356 - 365, 英語

  [査読有り]


• 電子動力学シミュレーションコードのメニーコアプロセッサ とGPUにおける性能比較

  朴泰祐, 廣川裕太, 植本光治, 佐藤駿丞, 矢花一浩

  情報処理学会, 2018年03月, ハイパフォーマンス・コンピューティング研究会報告, 日本語

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）


• Maxwell+TDDFTマルチスケール第一原理計算 (III)〜３次元ナノ構造と斜方向光入射〜

  植本, 光治, 佐藤, 駿丞, 廣川, 祐太, 朴, 泰祐, 矢花, 一浩

  一般社団法人 日本物理学会, 2018年, 日本物理学会講演概要集, 73, 1483 - 1483, 日本語

  研究論文（学術雑誌）


• Performance Optimization and Evaluation of Scalable Optoelectronics Application on Large Scale KNL Cluster

  Yuta Hirokawa, Taisuke Boku, Mitsuharu Uemoto, Shunsuke A. Sato, Kazuhiro Yabana

  2018年, HIGH PERFORMANCE COMPUTING, ISC HIGH PERFORMANCE 2018, 10876, 205 - 225, 英語

  [査読有り]

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• 電子動力学シミュレーションARTEDのKNLシステムOakforest-PACSでの全系性能評価

  朴, 泰祐, 廣川裕太, 植本光治, 佐藤駿丞, 矢花一浩

  情報処理学会, 2017年07月, ハイパフォーマンス・コンピューティング研究会報告, 日本語

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）


• One-dimensional subwavelength position determination exploiting off-axis parabolic mirror

  Kazunori Shibata, Mitsuharu Uemoto

  2017年06月, APPLIED PHYSICS EXPRESS, 10(6) (6), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Detailed study of transient anomalous electric field vector focused by parabolic mirror

  Kazunori Shibata, Mitsuharu Uemoto, Mayuko Takai, Shinichi Watanabe

  2017年03月, JOURNAL OF OPTICS, 19(3) (3), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Computational materials design for efficient red luminescence: InGaN codoped with Eu and the donor-acceptor pair of Mg and O

  Akira Masago, Mitsuharu Uemoto, Tetsuya Fukushima, Kazunori Sato, Hiroshi Katayama-Yoshida

  2017年02月, JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 56(2) (2), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• First-principles calculations for saturable absorption in graphite

  Mitsuharu Uemoto, Shintaro Kurata, Norihito Kawaguchi, Kazuhiro Yabana

  2017年, Optics InfoBase Conference Papers, 2017, 英語

  [査読有り]

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Spatial polarization variation in terahertz electromagnetic wave focused by off-axis parabolic mirror

  Mayuko Takai, Kazunori Shibata, Mitsuharu Uemoto, Shinichi Watanabe

  2016年05月, APPLIED PHYSICS EXPRESS, 9(5) (5), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Intrinsic formation of electromagnetic divergence and rotation by parabolic focusing

  Kazunori Shibata, Mayuko Takai, Mitsuharu Uemoto, Shinichi Watanabe

  2015年11月, PHYSICAL REVIEW A, 92(5) (5), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Conditions for stronger field enhancement of semiconductor bowtie nanoantennas

  Mitsuharu Uemoto, Hiroshi Ajiki

  2015年04月, OPTICS LETTERS, 40(8) (8), 1695 - 1698, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Large and well-defined Rabi splitting in a semiconductor nanogap cavity

  Mitsuharu Uemoto, Hiroshi Ajiki

  2014年09月, OPTICS EXPRESS, 22(19) (19), 22470 - 22478, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Simulation method for resonant light scattering of exciton confined to arbitrary geometry

  Mitsuharu Uemoto, Hiroshi Ajiki

  2014年04月, OPTICS EXPRESS, 22(8) (8), 9450 - 9464, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• 半導体ナノギャップ共振器による真空ラビ分裂の計算

  植本光治, 安食博志

  2013年12月, 第２４回光物性研究会論文集, 24, 459 - 462, 日本語

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）


• 高Q共振器としての半導体ナノギャップ

  植本光治, 安食博志

  2012年12月, 第２３回光物性研究会論文集, 23, 418 - 420, 日本語

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）


• 励起子活性体の有限要素法による電磁場解析 II

  植本光治, 安食博志

  2011年12月, 第２２回光物性研究会論文集, 22, 285 - 289, 日本語

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）


• 励起子活性体の有限要素法による電磁界解析

  植本光治, 安食博志

  2010年12月, 第２１回光物性研究会論文集, 21, 391 - 394, 日本語

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

• DFT study on relation between electronic structure and areal N atom densityat 4H-SiC/SiO₂ after NO annealing

  Nahoto Funaki, Kosei Sugiyama, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  The Japan Society of Applied Physics, 2024年09月04日, Extended Abstracts of the 2024 International Conference on Solid State Devices and Materials


• 第一原理計算によるSiC(0001)ステップ界面へのNOアニーリング効果の予測

  植本光治, 舩木七星斗, 細井卓治, 小野倫也

  2024年, 電子情報通信学会技術研究報告(Web), 124(87(SDM2024 19-25)) (87(SDM2024 19-25))


• Valley-dependent transport property of Stone--Wales and blister defects in graphene

  Mitsuharu Uemoto, Masaki Nishiura, Tomoya Ono

  Valleytronics, which makes use of the two valleys in graphenes, attracts much attention and the valley filter is expected to be central component in valleytronics. We investigate valley-dependent transport properties of the Stone-Wales (SW) and blister defects of graphenes by density functional theory calculations. It is found that the intervalley transition is perfectly suppressed in some structures although the intravalley scattering occurs by the defect states of the SW or blister defects. Using the tight-binding model, the perfect suppression of the intervalley transition in the SW and blister defects is explained by the sublattice symmetry between the A and B sites of the bipartite honeycomb lattice. In addition, introducing the additional carbon atoms to graphenes to form blister defects, the defect states appear near the Fermi level and the energies where the resonant scattering occurs on the $\mathrm{K}$ and $\mathrm{K}^\prime$ channel electrons split. Making use of this splits, the valley-dependent transport property will be achieved by local application of a gate voltage.

  2023年05月25日


• シリコンナノ構造による高調波発生シミュレーション

  松浦豪介, 木原康輝, 植本光治

  2023年, 応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 84th


• 酸化マグネシウムのレーザー還元

  柴田一範, 内田成明, 植本光治

  2023年, 応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 84th


• 非線形ナノフォトニクスのための第一原理シミュレーション

  植本光治, 木原康輝

  2023年, 応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 70th


• ステップを持つSiC MOS界面におけるNO窒化処理の移動度改善効果の解析

  舩木七星斗, 横田知真, 植本光治, 細井卓治, 小野倫也

  2023年, 応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 70th


• Density functional study of atomic and electronic structures of graphene on the FePd(001) surface

  Mitsuharu Uemoto, Hayato Adachi, Hiroshi Naganuma, Tomoya Ono

  We report on the investigation of the atomic-scale structure and electronic properties of graphene(Gr) on the $L1_0$-FePd(001) interface using density functional theory. Although such hetero-interfaces have been experimentally synthesized, due to the significant lattice symmetry mismatch between the graphene and tetragonal alloy surface, a theoretical understanding of the optimal configuration of the carbon atoms is required. In this work, we consider various model structures of twisted and non-twisted FePd(001)/Gr interfaces. To evaluate the stability of our models, we analyzed the adsorption energies per carbon atom by performing structural optimizations, including van der Waals interactions. We found that the most stable structure had an adsorption energy of approximately $\approx -0.109~\mathrm{eV/atom}$ ($-10.5~\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$), and the energy barrier of the slide was smaller than $0.05~\mathrm{meV/atom}$. The FePd-graphene distance was approximately $2$ A., which successfully reproduced the experimental value.

  2022年01月20日


• 第一原理計算によるwet酸化SiC(000-1)/SiO₂界面の欠陥構造解析

  綱崎夢開, 民部優輝, 植本光治, 小野倫也

  公益社団法人 応用物理学会, 2021年02月26日, 応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 68th, 2697 - 2697, 日本語


• 4H-SiCバルクにおける窒素添加異方性の第一原理計算

  小松 直貴, 植本 光治, 小野 倫也

  公益社団法人 応用物理学会, 2020年08月26日, 応用物理学会学術講演会講演予稿集, 2020.2, 2140 - 2140, 日本語


• 第一原理計算による4H-SiC MOSにおける窒素アニール後の原子構造の探索

  植本光治, 小松直貴, 小野倫也

  公益社団法人 応用物理学会, 2020年02月28日, 応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 67th, 3181 - 3181, 日本語


• Maxwell+TDDFTマルチスケール計算によるナノフォトニクスシミュレーション

  植本 光治, 矢花 一浩

  一般社団法人 日本物理学会, 2019年, 日本物理学会講演概要集, 74.1, 2811 - 2811, 日本語


• Attosecond-resolved petahertz carrier motion in semi-metallic TiS2

  Bárbara Buades, Antonio Picón, Iker León, Nicola Di Palo, Seth L. Cousin, Caterina Cocchi, Eric Pellegrin, Javier Herrero Martin, Samuel Mañas-Valero, Eugenio Coronado, Thomas Danz, Claudia Draxl, Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana, Martin Schultze, Simon Wall, Jens Biegert

  Knowledge about the real-time response of carriers to optical fields in solids is paramount to advance information processing towards optical frequencies or to understand the bottlenecks of light-matter interaction and energy harvesting. Of particular importance are semi-metals and transition metal dichalcogenides due to their small band gap and high carrier mobility. Here, we examine the opto-electronic response of TiS2 to optical excitation by means of attosecond soft x-ray spectroscopy at the L-edges of Ti at 460 eV. Using weak-field infrared single-photon excitation, we examine conditions that avoid excessive excitation, but still attain efficient injection of 0.2% of valence band carriers into the lowest lying conduction band. We demonstrate that the efficient injection and the high- carrier mobility of the conduction band permits leveraging the material to achieve petahertz-speed opto-electronic control of its carriers. Our results are an important step towards understanding the dynamics of carriers and their control under field conditions that are realistic for device implementation in semi-metallic layered materials, thus they may lead to ultrafast and optically controlled field-effect devices and sensors.

  2018年08月20日

  機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等


• 第一原理電子ダイナミクス計算による半導体微細構造の斜方向光伝搬シミュレーション

  植本 光治, 矢花 一浩

  一般社団法人 日本物理学会, 2018年, 日本物理学会講演概要集, 73.2, 948 - 948, 日本語


• 放物面鏡による集光を利用した一次元方向のサブ波長の位置決め方法について

  柴田 一範, 植本 光治

  一般社団法人 日本物理学会, 2017年, 日本物理学会講演概要集, 72(0) (0), 1149 - 1149, 日本語


• Maxwell+TDDFTマルチスケール第一原理計算による2次元光伝播シミュレーションの試み(II)

  植本 光治, 佐藤 駿丞, 廣川 祐太, 朴 泰祐, 矢花 一浩

  一般社団法人 日本物理学会, 2017年, 日本物理学会講演概要集, 72(0) (0), 1127 - 1127, 日本語


• Maxwell+TDDFTマルチスケール第一原理計算による二次元光伝播シミュレーションの試み

  植本 光治, 佐藤 駿丞, 矢花 一浩

  第一原理間電子状態計算法により強電場下の電子ダイナミクスの理論予測が可能になってきている。我々は、これをFDTDベースの電磁界計算手法と組み合わせたマルチスケールシミュレーション法を独自に提案した。本発表では同手法をもちいた半導体薄膜における光透過・吸収過程の解析について紹介する。

  一般社団法人 日本物理学会, 2017年, 日本物理学会講演概要集, 72(0) (0), 1438 - 1438, 日本語


• 第一原理電子ダイナミクス計算による非線形光学定数の予測

  植本 光治, 佐藤 駿丞, 矢花 一浩

  第一原理間電子状態計算法により強電場下の電子ダイナミクスの理論予測が可能になってきている。我々はフェムト秒パルス印加のもとで時間依存密度汎関数理論に基づく実時間第一原理計算を行い、各種パルス形状・強度における誘電分極の時間および空間分布を探査し、それをもとに非線形光学定数の予測、およびその発生メカニズムについて論ずる。

  一般社団法人 日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71(0) (0), 1432 - 1432, 日本語


• 放物面鏡による集光における、入射光の強度分布と集光電場ベクトル分布の関係について

  柴田 一範, 植本 光治

  放物面鏡で直線偏光、一様強度の平面波を集光すると、ある時刻において焦点近傍に発散・回転型の電場ベクトル分布が生成されることを報告した。ガウス分布の場合に、その中心座標によって集光電場ベクトルがどうなるかを調べた。焦点近傍での強度分布はほとんど変わらないが、発散・回転の構造は大きく変化することが分かった。その結果を定量的、定性的に説明する。

  一般社団法人 日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71(0) (0), 1341 - 1341, 日本語


• 21pBH-7 軸外し放物面鏡集光時のテラヘルツ電場ベクトル時空間分布の周波数依存性

  高井 茉佑子, 柴田 一範, 植本 光治, 渡邉 紳一

  一般社団法人 日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71(0) (0), 1542 - 1542, 日本語


• 21pBH-8 放物面鏡による集光電場ベクトル分布の物理的起源とその表式の一般化について

  柴田 一範, 植本 光治, 高井 茉佑子, 渡邉 紳一

  一般社団法人 日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71(0) (0), 1543 - 1543, 日本語


• 21pBH-9 軸外し放物面鏡集光時の回転・発散電場の出現と時間変化

  植本 光治, 高井 茉佑子, 渡邉 紳一, 柴田 一範

  一般社団法人 日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71(0) (0), 1544 - 1544, 日本語


• 17aAE-7 ユーロピウム酸素共添加窒化ガリウムの磁気状態

  植本 光治, 真砂 啓, 福島 鉄也, 佐藤 和則, 吉田 博

  一般社団法人 日本物理学会, 2015年, 日本物理学会講演概要集, 70(0) (0), 1038 - 1038, 日本語


• 16pCF-13 軸外し放物面鏡の反射による焦点近傍での電磁場ベクトル分布 (実験)

  高井 茉佑子, 柴田 一範, 植本 光治, 渡邉 紳一

  一般社団法人 日本物理学会, 2015年, 日本物理学会講演概要集, 70(0) (0), 1189 - 1189, 日本語


• 16pCF-14 軸外し放物面鏡の反射による焦点近傍での電磁場ベクトル分布 (理論)

  柴田 一範, 高井 茉佑子, 植本 光治, 渡邉 紳一

  一般社団法人 日本物理学会, 2015年, 日本物理学会講演概要集, 70(0) (0), 1190 - 1190, 日本語


• 27pEH-11 半導体ナノギャップ構造による近接場増強の解析(27pEH 領域5,領域1合同 メタマテリアル・プラズモニクス・顕微・近接場分光・表面,領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))

  植本 光治, 安食 博志

  一般社団法人 日本物理学会, 2013年, 日本物理学会講演概要集, 68(0) (0), 228 - 228, 日本語


• 27pEH-11 半導体ナノギャップ構造による近接場増強の解析(27pEH 領域5,領域1合同 メタマテリアル・プラズモニクス・顕微・近接場分光・表面,領域5(光物性))

  植本 光治, 安食 博志

  一般社団法人 日本物理学会, 2013年, 日本物理学会講演概要集, 68(0) (0), 811 - 811, 日本語


• 28aDB-4 半導体ナノギャップ共振器による真空ラビ分裂の計算(励起子・ポラリトン,領域5(光物性))

  植本 光治, 安食 博志

  一般社団法人 日本物理学会, 2013年, 日本物理学会講演概要集, 68(0) (0), 697 - 697, 日本語


• 18pHB-12 有限要素法による励起子活性体の電磁界解析手法III : 頂点要素・辺要素ハイブリッド法(18pHB 励起子・ポラリトン,領域5(光物性))

  植本 光治, 安食 博志

  一般社団法人 日本物理学会, 2012年, 日本物理学会講演概要集, 67(0) (0), 675 - 675, 日本語


• 23pRB-13 有限要素法による励起子活性対の電磁界解析II : 高精度化への試みについて(23pRB 励起子・ポラリトン,領域5(光物性))

  植本 光治, 安食 博志

  一般社団法人 日本物理学会, 2011年, 日本物理学会講演概要集, 66(0) (0), 783 - 783, 日本語


• 24aRG-7 励起子活性体の有限要素法による電磁場解析(24aRG 励起子・ポラリトン,領域5(光物性))

  植本 光治, 安食 博志

  一般社団法人 日本物理学会, 2010年, 日本物理学会講演概要集, 65(0) (0), 696 - 696, 日本語

• Progress in Nanophotonics 6 (Nano-Optics and Nanophotonics)

  Takashi Yatsui

  分担執筆, p103-133, Springer, 2021年07月, ISBN: 3030715159

• First-principles study of nonlinear optical response in nanostructured dielectric materials

  Mitsuharu Uemoto

  APS Global Physics Summit, 2025年03月, 英語

  ポスター発表


• Electronic transport property of a single-molecule transistor in its radical cation state

  Miku Furushima, Mitsuharu Uemoto, Kotaro Kajikawa, Ryo Shintani, Yutaka Majima, Tomoya Ono

  APS Global Physics Summit, 2025年03月, 英語

  ポスター発表


• GPU implementation of generalized Bloch wave calculation for the first-principles electron transport calculation.

  Takanori Akamatsu, Mitsuharu Uemoto, Yoshiyuki Egami, Tomoya Ono

  APS Global Physics Summit, 2025年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• 第一原理電子ダイナミクス計算による強レーザーパルスの半導体ナノ材料の光学応答解析

  植本 光治, 松浦 豪介, 山田 俊介, 乙部 智仁

  レーザー学会学術講演会第45回年次大会, 2025年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• シリコンナノグレーティング構造における非線形光学応答の第一原理予測

  松浦豪介, 山田俊介, 乙部智仁, 植本光治

  第35回光物性研究会, 2024年12月, 日本語

  ポスター発表


• 第一原理計算によるFeNi/2D materials界面の原子構造解析

  松本 尚弥, 遠藤 竜佑, 植本 光治, 小野 倫也

  学術変革領域研究（A）「２.５次元物質科学：社会変革に向けた物質科学のパラダイムシフト」 第８回 領域会議, 2024年12月, 日本語

  ポスター発表


• スピントロニクス応用向け鉄系合金界面の原子構造予測

  松本 尚弥, 遠藤 竜佑, 植本 光治, ヴェルガラ サミュエル, 新屋 ひかり, 永沼 博, 小野 倫也

  阪大スピントロニクスセンター研究会, 2024年12月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算をもちいた強磁性合金・二次元物質ヘテロ界面の構造と伝導特性の解析

  植本 光治, 遠藤 竜佑, 松本 尚弥, ヴェルガラ サミュエル, 新屋 ひかり, 永沼 博, 小野 倫也

  阪大スピントロニクスセンター研究会, 2024年12月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算によるFeNi/2D materials界面の原子構造予測

  松本 尚弥, 植本 光治, 遠藤 竜佑, 小野 倫也

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• L10秩序合金/２次元物質界面の原子スケール構造の第一原理計算

  遠藤 竜佑, 植本 光治, 松本 尚弥, ヴェルガラ サミュエル, 新屋 ひかり, 永沼 博, 小野 倫也

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算によるNOアニール後のSiC/SiO2界面の電子状態解析

  杉山 耕生, 舩木 七星斗, 植本 光治, 小野 倫也

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算によるシリコンナノ構造の非線形光学応答予測

  松浦 豪介, 山田 俊介, 乙部 智仁, 植本 光治

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 単一分子架橋系の整流特性の第一原理計算による研究

  古島 弥来, 植本 光治, 小野 倫也

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• DFT study on relation between electronic structure and areal N atom density at 4H-SiC/SiO2 after NO annealing

  Nahoto Funaki, Kosei Sugiyama, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  2024 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), 2024年09月, 英語

  口頭発表（一般）


• Effects of inserted methylenes on yields and properties of a molecule transistor

  Miku Furushima, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  20th International Conference on Density Functional Theory and its Applications (DFT2024), 2024年08月, 英語

  ポスター発表


• DFT study on atomic structures of FeNi/2D materials

  Naohiro Matsumoto, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  20th International Conference on Density Functional Theory and its Applications (DFT2024), 2024年08月, 英語

  ポスター発表


• DFT calculation for electronic structure of SiC-MOS after NO annealing

  Kosei Sugiyama, Nahoto Funaki, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  20th International Conference on Density Functional Theory and its Applications (DFT2024), 2024年08月, 英語

  ポスター発表


• First-principles prediction of nonlinear optical response in silicon nanostructures

  Gosuke Matsuura, Shunsuke Yamada, Mitsuharu Uemoto

  14th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META2024), 2024年07月, 英語

  ポスター発表


• Interfacial perpendicular magnetic anisotropy in L10-FePd/Graphene crystallographically heterointerface having Chemisorption-type of van der Waals force

  H. Naganuma, M. Nishijima, M. Uemoto, H. Adachi, H. Shinya, I. Mochiduki, A. Hirata, S. Vergara, B. Dlubak, T. Ono, P. Seneor, J. Robertson, K. Amemiya

  International Conference on Magnetism (ICM2024), 2024年07月, 英語

  ポスター発表


• Density functional theory calculation for interface electronic structure and transport property of FeNi/2D layer materials

  N. Matsumoto, R. Endo, M. Uemoto, T. Ono

  International Conference on Magnetism (ICM2024), 2024年07月, 英語

  ポスター発表


• First-principles study of electronic and spin-transport properties of FePd and graphene heterostructures

  M. Uemoto, R. Endo, H. Shinya, H. Naganuma, T. Ono

  International Conference on Magnetism (ICM2024), 2024年07月, 英語

  ポスター発表


• 第一原理計算によるSiC(0001)ステップ界面へのNOアニーリング効果の予測

  植本光治, 舩木七星斗, 細井卓治, 小野倫也

  シリコン材料・デバイス研究会（SDM）, 2024年06月, 日本語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• First-principles calculation of nonlinear optical response in silicon nanostructures

  Gosuke Matsuura, Shunsuke Yamada, Mitsuharu Uemoto

  第9回 光・量子ビーム科学合同シンポジウム, 2024年06月, 英語

  ポスター発表


• VO2/hBNヘテロ界面の原子構造の第一原理予測

  植本 光治, ハサン ワキル, 余 博源, 服部 梓, 田中 秀和, 小野 倫也

  第71回応用物理学会春季学術講演会, 2024年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• シリコンナノ構造による高調波発生シミュレーション II

  植本 光治, 木原 康輝, 松浦 豪介, 山田 俊介

  第71回応用物理学会春季学術講演会, 2024年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 単一π共役系分子トランジスタの架橋収率向上のための化学修飾効果の第一原理計算による研究

  古島 弥来, 植本 光治, 小野 倫也

  第71回応用物理学会春季学術講演会, 2024年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• First-principles study on structural and electronic properties of FePd/graphene hetero-interfaces

  M. Uemoto, R. Endo, H. Shinya, H. Naganuma, T. Ono

  JAIST International symposium on Nano-Materials for Novel Devices (JAIST-NMND 2023), 2024年01月, 英語

  ポスター発表


• Simulation of harmonic generation in silicon nanocylinder

  G. Matsuura, K. Kihara, S. Yamada, M. Uemoto

  JAIST International symposium on Nano-Materials for Novel Devices (JAIST-NMND 2023), 2024年01月, 英語

  ポスター発表


• Density functional study of VO2 growth on hexagonal boron nitride & graphene

  W. Hasan, M. Uemoto, T. Ono

  JAIST International symposium on Nano-Materials for Novel Devices (JAIST-NMND 2023), 2024年01月, 英語

  ポスター発表


• 第一原理電子ダイナミクス計算の非線形ナノフォトニクスシミュレーション

  植本光治

  レーザー学会学術講演会第44回年次大会, 2024年01月, 日本語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 第一原理計算による半導体ナノ構造の非線形光学効果のシミュレーション

  木原康輝, 松浦豪介, 山田俊介, 植本光治

  第３４回光物性研究会, 2023年12月, 日本語

  ポスター発表


• 鉄・パラジウム合金の第一原理計算による表面構造予測

  遠藤 竜佑, 植本 光治, 新屋 ひかり, 永沼 博, 小野 倫也

  強的秩序とその操作に関わる第17回夏の学校, 2023年09月, 日本語

  ポスター発表


• L10-FePd(001)/グラフェン磁気トンネル接合の第一原理伝導計算

  植本 光治, 遠藤 竜介, 新屋 ひかり, 永沼 博, 小野 倫也

  強的秩序とその操作に関わる第17回夏の学校, 2023年09月, 日本語

  ポスター発表


• 酸化マグネシウムのレーザー還元

  柴田 一範, 内田 成明, 植本 光治

  第８４回応用物理学会秋季学術講演会, 2023年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 強磁性金属/2次元物質のヘテロ界面の電子・磁気状態の第一原理計算

  遠藤 竜佑, 植本 光治, 新屋 ひかり, 永沼 博, 小野 倫也

  第８４回応用物理学会秋季学術講演会, 2023年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• FePd/グラフェン/FePdの接合のスピン伝導特性の第一原理計算

  植本 光治, 遠藤 竜介, 新屋 ひかり, 永沼 博, 小野 倫也

  第８４回応用物理学会秋季学術講演会, 2023年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• シリコンナノ構造による高調波発生シミュレーション

  松浦 豪介, 木原 康輝, 植本 光治

  第８４回応用物理学会秋季学術講演会, 2023年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 単一π共役系分子架橋系のダイオード特性の第一原理計算による研究

  古島 弥来, 植本 光治, 小野 倫也

  第８４回応用物理学会秋季学術講演会, 2023年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• First-principles electromagnetics simulation for nonlinear nanophotonics: method and applications

  Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana

  the 9th International Conference on Antennas and Electromagnetic Systems (AES2023), 2023年06月, 英語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 非線形ナノフォトニクスのための第一原理シミュレーション

  植本光治, 木原康輝

  第70回応用物理学会春季学術講演会, 2023年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• ステップを持つSiC MOS界面におけるNO窒化処理の移動度改善効果の解析

  舩木七星斗, 横田知真, 植本光治, 細井卓治, 小野倫也

  第70回応用物理学会春季学術講演会, 2023年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 窒化したSiC/SiO2界面の第一原理電子状態計算

  大本瑞穂, 小松直貴, 植本光治, 小野倫也

  電子デバイス界面テクノロジー研究会第28回研究会,, 2023年02月, 日本語

  口頭発表（一般）


• FePd(001)/グラフェン磁気トンネル接合における磁気抵抗率の第一原理伝導計算

  植本光治, 安達隼人, 新屋ひかり, 永沼博, 小野倫也

  第１６回強的秩序とその操作に関わる研究, 2023年01月, 日本語

  ポスター発表


• 第一原理計算によるIII-V族化合物半導体の非線形光学効果のシミュレーション

  木原康輝, 植本光治

  第33回光物性研究会, 2022年12月, 日本語

  ポスター発表


• Ab-initio study of nanoscale optical and electronics devices

  Mitsuharu UEMOTO

  The 30th Anniversary Symposium of the Center for Computational Sciences at the University of Tsukuba, 2022年10月, 英語

  ポスター発表


• Development of first-principles calculation code RSPACE and simulation for transport property of interfaces

  Takanori AKAMATSU, Mitsuharu UEMOTO, Tomoya ONO

  The 30th Anniversary Symposium of the Center for Computational Sciences at the University of Tsukuba, 2022年10月, 英語

  ポスター発表


• First-principles study on electronic structure at step edge of SiC/SiO2 interface

  Kazuma Yokota, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  2022 International Conference on Solid State Devices and Materials, 2022年09月, 英語

  口頭発表（一般）


• FePd/グラフェンの異種結晶界面状態の第一原理計算

  植本光治, 安達隼人, 新屋ひかり, 永沼博, 小野倫也

  強的秩序とその操作に関わる第15回夏の学校, 2022年09月, 日本語

  ポスター発表


• FePd/グラフェンのヘテロ界面の電子・磁気状態の第一原理計算

  植本光治, 安達隼人, 永沼博, 新屋ひかり, 小野倫也

  第83回応用物理学会秋季講演会, 2022年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• NOアニールしたSiC/SiO2界面原子構造の第一原理計算

  大本瑞穂, 小松直貴, 植本光治, 小野倫也

  第83回応用物理学会秋季講演会, 2022年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算による固体物質の非線形光学効果のシミュレーション

  木原康輝, 植本光治

  第83回応用物理学会秋季講演会, 2022年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理電子ダイナミクス計算にもとづく半導体ナノ構造の非線形光学応答の理論予測

  植本光治

  日本物理学会第77回年次大会, 2022年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• FePd(001)/Graphene の第一原理計算による磁気特性の計算

  安達 隼人, 植本 光治, 永沼 博, 小野 倫也

  強的秩序とその操作に関わる研究グループ第13回研究会, 2022年01月, 日本語

  ポスター発表


• 遷移金属カルコゲナイド系二次元物質の可飽和吸収特性の第一原理予測

  村上圭伊, 植本光治

  第３２回光物性研究会, 2021年12月, 日本語

  ポスター発表


• DFT Study on Defect Structures at SiC(000-1)/SiO2 Interface after Wet Oxidation

  Mukai Tsunasaki, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono

  International Workshop on DIELECTRIC THIN FILMS FOR FUTURE ELECTRON DEVICES (IWDTF), 2021年11月, 英語

  口頭発表（一般）


• 遷移金属カルコゲナイド系物質の可飽和吸収特性の第一原理予測

  村上圭伊, 植本光治

  日本物理学会2021年秋季大会, 2021年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Anisotropic orbital moment induced at graphene / L10-alloy hybrid interface

  Hiroshi Naganuma, Masahiko Nishijima, Hayato Adachi, Mitsuharu Uemoto, Hikari Shinya, Sintaro Yasui, Hitoshi Morioka, Bruno Dlubak, Pierre Seneor, Kenta Amemiya

  第82回応用物理学会秋季学術講演会, 2021年09月, 英語

  ポスター発表


• FePd(001)/Graphene の第一原理計算による電子状態計算

  安達隼人, 植本光治, 永沼博, 小野倫也

  日本物理学会2021年秋季大会, 2021年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算に基づくグラフェンブリスターの伝導特性評価

  西浦 匡紀, 植本 光治, 小野 倫也

  日本物理学会2021年秋季大会, 2021年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算によるSiC/SiO2ステップ界面の電子状態解析

  横田 知真, 植本 光治, 小野 倫也

  2021年第82回応用物理学会秋季学術講演会, 2021年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• フェムト秒レーザー照射によるダイヤモンド内部へのNV中心形成

  下間 靖彦, 栗田 寅太郎, 矢野下 瑠星, 木内 康平, 藤原 正規, 水落 憲和, 植本 光治, 矢花 一浩, 清水 雅弘, 三浦 清貴

  2021年第82回応用物理学会秋季学術講演会, 2021年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• DFT study on structure and anisotropy of high N-atom density layer in 4H-SiC

  Naoki Komatsu, Yoshiyuki Egami, Tomoya Ono, Mitsuharu Uemoto

  2021 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2021), 2021年09月, 英語

  口頭発表（一般）


• Graphene/FePd(001)表面の構造探索について

  植本光治, 安達隼人, 永沼博, 小野倫也

  新合同ワーキング, 2021年03月, 日本語


• 第一原理計算によるwet酸化SiC(000-1)/SiO2界面の欠陥構造解析

  綱崎 夢開, 民部 優輝, 植本 光治, 小野 倫也

  応用物理学会第68回春季学術講演会, 2021年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Graphene/FePd(001)表面上の第一原理電子状態計算

  植本光治, 安達隼人, 永沼博, 小野倫也

  日本物理学会第76回年次大会, 2021年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 第一原理電子状態による Graphene/FePd(001)表面上の構造予測について

  植本 光治, 安達 隼人, 永沼 博, 小野 倫也

  強的秩序とその操作に関する第12回講演会, 2021年01月, 日本語

  ポスター発表


• 4H-SiC MOSにおける窒素添加の第一原理計算

  植本光治, 小松直貴, 小野倫也

  日本物理学会2020年秋期学会, 2020年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Transient attosecond soft-X-ray spectroscopy in layered semi-metals

  Themistoklis P. H. Sidiropolous, Nicola Di Palo, Daniel Rivas, Stefano Severino, Maurizio Reduzzi, Barbara Buades, Iker Leon, Seth L. Cousin, Michael Hemmer, Craig Cocchi, Eric J. Pellegrin, J. Herrero Martin, S. Mañas-Valero, Eduardo A. Coronado, Tessa Danz, Claudia Draxl, Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana, Martin Schultze, Simon Wall, A. Picon, Jens Biegert

  SPIE Photonics Europe, 2020, 2020年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• 第一原理計算による4H-SiC MOSにおける窒素アニール後の原子構造の探索

  植本 光治, 小松 直貴, 小野 倫也

  第67回応用物理学会春季学術講演会, 2020年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 光科学の数値実験室をつくる

  植本光治

  鳩山サイエンスフォーラム, 2020年01月, 日本語, 東京電機大学, 東京電機大学, 国内会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Development of Multiscale First-Principles Approach for Optical Response in Nanostructure

  Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana

  iSPN2019, 2019年11月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Maxwell+TDDFT multiscale method for light-propagation in solids

  植本光治

  27th International Conference on Advanced Laser Technologies, 2019年09月, 英語, 国際会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 第一原理計算によるパルス光とグラファイト薄膜の相互作用

  植本光治, 蔵田 真太郎, 河口 紀仁, 矢花 一浩

  日本物理学会秋季大会, 2019年09月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 大規模計算をもちいた極限パルス光・固体物質相互作用の第一原理シミュレーション

  植本光治, 山田篤, 矢花一浩

  ポスト「京」重点課題7第5回シンポジウム, 2019年08月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• 固体物質の光学応答第一原理計算 〜RNNによる誘電応答学習の提案〜

  植本光治

  MI^2I・元素戦略・ポスト京・計算物質科学コンソ・合同Working, 2019年07月, 日本語, 国内会議

  その他


• TDDFT による第一原理電子ダイナミクス計算とナノフォトニクスへの適用に向けて

  植本光治

  光量子科学連携研究機構 (UTripl) セミナー, 2019年07月, 日本語, 国内会議

  公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等


• 第一原理電子ダイナミクス計算による ナノフォトニクスシミュレーション

  植本光治, 矢花一浩

  日本物理学会第74回年次大会, 2019年03月, 日本語, 九州大学, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Maxwell+TDDFT multiscale simulation for optical response of nanomaterials

  M. Uemoto, K. Yabana

  APS March Meeting 2019, 2019年03月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Large-scale ab-initio simulation for nano-optics based on time-dependent density functional theory

  植本光治, 矢花一浩

  The 1st R-CCS International Symposium, 2019年02月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• 第一原理電子ダイナミクス計算に基づくナノフォトニクスシミュレーション

  植本光治

  MI2Iマテリアルズ探索グループ拡大合同Working「ナノテクノロジーにおけるマテリアルズ・インフォマティクス・ネットワーク」, 2019年02月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Ab-initio large-scale computational approach for ultrafast dynamics in Nano-Optics

  植本光治

  International Workshop on Massively Parallel Programming for Quantum Chemistry and Physics 2019, 2019年01月, 英語, 国際会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• TDDFT による非線形光学応答の時空間空間解析

  植本光治, 桑原有輝, 佐藤俊介, 矢花一浩

  「次世代の産業を支える新機能デバイス・ 高性能材料の創成(CDMSI）」第4回シンポジウム, 2018年12月, 日本語, 東大物性研, 国内会議

  ポスター発表


• Maxwell+TDDFT マルチスケール計算のための 斜め方向光入射の取り扱いについて

  植本光治, 矢花一浩

  第２９回光物性研究会, 2018年12月, 日本語, 京都大学宇治おうばくプラザ, 国内会議

  ポスター発表


• Maxwell+TDDFT Ab initio Multiscale Simulation and Application to Nano-optics

  M. Uemoto, S. A. Sato, Y. Hirokawa, T. Boku, K. Yabana

  AIEDS18, 2018年11月, 英語, Tsukuba, 国際会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Spatio-Temporal Analysis of Nonlinear Optical Responses by Time-Dependent Density Functional Theory

  M. Uemoto, Y. Kuwabara, S. A. Sato, K. Yabana

  AIEDS18, 2018年11月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• First principle electron dynamics simulation for the oblique light propagation in the semiconducting material

  植本光治, 矢花一浩

  日本物理学会秋季大会, 2018年09月, 日本語, 同志社大学, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 第一原理電子ダイナミクス計算による ナノフォトニクスシミュレーション

  植本光治, 矢花一浩

  第３回CDMSI（ポスト「京」重点課題（７））シンポジウム, 2018年07月, 日本語, 東京大学, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Ab-initio large-scale computational approach for ultrafast dynamics in nano-structures

  M. Uemoto, S. A. Sato, Y. Hirokawa, T. Boku, K. Yabana

  EXCON2018, 2018年07月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Maxwell+TDDFTマルチスケール第一原理計算 (III)〜３次元ナノ構造と斜方向光入射〜

  植本光治, 佐藤駿丞, 廣川祐太, 朴泰祐, 矢花一浩

  日本物理学会春季大会, 2018年03月, 日本語, 東京理科大, 国内会議

  口頭発表（一般）


• ナノ構造体に対する高強度パルス光励起ダイナミクスの大規模計算

  植本光治, 佐藤駿丞, 廣川祐太, 朴泰祐, 矢花一浩

  第2回CDMSI(ポスト「京」重点課題（7）)研究会, 2017年12月, 日本語, 東京大学, 国内会議

  ポスター発表


• 半導体３次元ナノ構造の高強度光パルス伝搬に関する第一原理マルチスケール計算

  植本光治, 佐藤駿丞, 廣川祐太, 朴泰祐, 矢花一浩

  日本物理学会秋期大会, 2017年09月, 日本語, 岩手大学, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 半導体３次元ナノ構造の高強度光パルス伝搬に関する第一原理マルチスケール計算

  植本光治, 佐藤駿丞, 廣川祐太, 朴泰祐, 矢花一浩

  第3回CDMSI（ポスト「京」重点課題（７））シンポジウム, 2017年07月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Maxwell+TDDFT multiscale method for light-matter interaction: light propagation in the microscopic semiconducting crystal

  Mitsuharu Uemoto, Kazuhiro Yabana

  Interdisciplinary symposium on modern density functional theory (IDFT), 2017年06月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• First-principles calculations for saturable absorption in graphite

  Mitsuharu Uemoto, Shintaro Kurata, Norihito Kawaguchi, Kazuhiro Yabana

  CLEO2017, 2017年05月, 英語, サンノゼ（米国）, 国際会議

  ポスター発表


• Maxwell+TDDFTマルチスケール第一原理計算による二次元光伝播シミュレーションの試み

  植本 光治, 佐藤 駿丞, 矢花 一浩

  日本物理学会, 2017年, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 放物面鏡による集光を利用した一次元方向のサブ波長の位置決め方法について

  柴田 一範, 植本 光治

  日本物理学会, 2017年, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 軸外し放物面鏡集光時の回転・発散電場の出現と時間変化

  植本 光治, 高井 茉佑子, 渡邉 紳一, 柴田 一範

  日本物理学会, 2016年


• 放物面鏡による集光電場ベクトル分布の物理的起源とその表式の一般化について

  柴田 一範, 植本 光治, 高井 茉佑子, 渡邉 紳一

  日本物理学会, 2016年, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 軸外し放物面鏡集光時のテラヘルツ電場ベクトル時空間分布の周波数依存性

  高井 茉佑子, 柴田 一範, 植本 光治, 渡邉 紳一

  日本物理学会, 2016年, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 放物面鏡による集光における、入射光の強度分布と集光電場ベクトル分布の関係について

  柴田 一範, 植本 光治

  日本物理学会, 2016年, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 第一原理電子ダイナミクス計算による非線形光学定数の予測

  植本 光治, 佐藤 駿丞, 矢花 一浩

  日本物理学会, 2016年, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• ユーロピウム酸素共添加窒化ガリウムの磁気状態

  植本 光治, 真砂 啓, 福島 鉄也, 佐藤 和則, 吉田 博

  日本物理学会, 2015年, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 半導体ナノギャップ共振器による真空ラビ分裂の計算

  植本 光治, 安食 博志

  日本物理学会, 2013年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 半導体ナノギャップ構造による近接場増強の解析

  植本 光治, 安食 博志

  日本物理学会, 2013年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 有限要素法による励起子活性体の電磁界解析手法III : 頂点要素・辺要素ハイブリッド法

  植本 光治, 安食 博志

  日本物理学会, 2012年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 有限要素法による励起子活性対の電磁界解析II

  植本 光治, 安食 博志

  Physical Society of Japan, 2011年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 励起子活性体の有限要素法による電磁場解析

  植本 光治, 安食 博志

  日本物理学会, 2010年09月, 日本語

  口頭発表（一般）

• 応用物理学会


• 日本物理学会

• Web RSPACE Viewer

  植本光治

  2020年01月 - 現在

  第一原理計算コード「RSPACE」の入力ファイル可視化用Webアプリ


• SALMON (Scalable Ab-initio Light-Matter simulator for Optics and Nanoscience)

  光と物質の相互作用で起こるナノスケールの電子ダイナミクスに対して非経験的量子力学計算を行うオープンソース計算プログラム

• レーザー加工に於ける蓄積効果の大規模計算による解明

  乙部 智仁, 石川 顕一, 小林 亮, 植本 光治

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 2024年04月01日 - 2027年03月31日


• 磁気接合における伝導機構の電子論的解明と高性能磁気抵抗素子のデザイン・機能実証

  小野 倫也, 永沼 博, 植本 光治

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2024年04月01日 - 2027年03月31日


• 半導体ナノ構造と原子スケール欠陥による非線形光学応答の第一原理計算に基づく研究

  植本 光治

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 神戸大学, 2024年04月01日 - 2027年03月31日


• 第一原理計算が拓く多元的な極限ナノフォトニクス

  矢花 一浩

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 筑波大学, 2020年04月 - 2024年03月, 研究分担者

  本研究は、物質科学の第一原理計算に基づく新しい光科学計算手法を発展させ、光のパルス長と強度そして物質のサイズを組み合わせて可能になる多様な非線形・非局所光応答現象を解明することを目的としている。本年度、以下に述べる進展があった。 金属ナノ粒子の光応答に現れる量子現象に対して電子軌道を用いた記述を行うと、その計算コストがサイズの２乗に比例して増えるため、現実に興味が持たれる数十nmの粒子を調べることが困難であることが知られていた。これに対して量子流体模型を用いた記述が発展しているが、数値計算上の不安定性からこれまで非線形光応答を計算することができなかった。我々は、量子流体模型を等価な１軌道のシュレディンガー方程式に変換することで、電子の染み出しのような量子現象を取り入れつつ非線形光応答を計算することが可能な枠組みを開発することに成功した。 光の物質表面に対する斜方入射は光学現象の最も基本的な問題であるが、高強度パルス光が入射する非線形光学の場合には、これまで理論的な取り扱いが知られていなかった。我々は斜方入射の問題を１次元的な伝搬の方程式に変換することで、第一原理計算に基づく光伝搬計算が可能になる方法を開発した。 ２次元物質である遷移金属ダイカルコゲナイトの電子状態はバレー自由度で特徴付けられ、円偏光を用いてどちらのバレーを励起するかを選択できることが知られている。我々は第一原理計算により、高強度なパルス光による非線形励起を用いると、直線偏光でもバレーの選択的励起が可能であるこを示した。そして模型的な分析を援用することで、バレー励起のメカニズムを解明した。


• 第一原理計算によるナノスケールの光・スピンデバイスデザイン

  筑波大学計算科学研究センター, 学際共同利用2022, 筑波大学計算科学研究センター, 2022年04月 - 2023年03月, 研究代表者


• 半導体メタ表面における光物質相互作用の第一原理予測

  植本 光治

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 神戸大学, 2020年04月 - 2023年03月, 研究代表者

  本研究では、半導体メタ表面上による非線形光学応答の第一原理的な理論計算手法の研究を行なっている。2020年度は実施計画にもとづき数値計算手法の開発をすすめ、第一原理計算コードSALMONによるMaxwell+TDDFT計算およびBloch方程式計算プログラムの整備をおこなった。2021年度はそれに続き次のような試みをおこなった。 （１）周期構造の解析に先立ち、平坦な半導体ナノ薄膜表面における非線形応答の入射角度依存性計算のための手法開発をおこなった。薄膜による光学応答において入射角度は重要なパラメータであるが、これまで申請者らの方法は垂直入射（表面に対して入射ベクトルが垂直なケース）に限定されていた。ブリュースター角などの一般的な角度の入射光による非線形効果を低コストで計算する数値計算手法研究を開発、コード実装をすすめた。提案手法を国内学会にて口頭発表したほか、論文(M. Uemoto et al, arXiv:2203.16766)が現在レビュー段階にある。 （２）二次元物質による可飽和吸収の第一原理予測をおこなった。2020年度に本研究のアプリケーションとして試みた炭素ナノ薄膜による非線形光学応答を扱ったが、2021年度はこの枠組みを応用して、単一原子層の二次元物質（遷移金属ダイカルコゲナイド）へ適用し、このような物質系において非線形性が現れ始める飽和強度が実験値に近いオーダーで再現できることを確認した。申請者と同学の大学院生らで同成果の国内学会での口頭・ポスター発表およびプロシーディング(査読なし)投稿をおこなった。 （3）2020年度時点終了の計算手法における計算精度上の問題点の改善のため、全電子法をもちいた計算コードである「Elk」を計算パラメータの取得に使用できるようコードの改善をこころみた。


• 第一原理計算にもとづく光・電子デバイスの研究

  植本光治

  筑波大学計算科学研究センター, 学際共同利用2021, 2021年04月 - 2022年03月, 研究代表者


• 第一原理計算による炭素材料ナノ構造の光学応答評価

  植本光治

  公益財団法人池谷科学技術振興財団, 単年度助成, 神戸大学, 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者


• 大規模第一原理計算をもちいた光ナノデバイスのデザイン

  植本光治

  筑波大学 計算科学研究センター, 学際共同利用, 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者


• 第一原理電子ダイナミクス計算によるメタ表面と極限パルス光の相互作用

  植本光治

  筑波大学計算科学研究センター, 学際共同利用, 2019年04月 - 2020年03月, 研究代表者

  競争的資金


• 大規模第一原理スピン輸送シミュレーターの開発と革新的デバイス用界面構造の設計

  小野 倫也

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 2016年04月 - 2020年03月, 研究分担者

  界面電子状態の理解の深化と次世代デバイスとして期待されているスピントロニクスデバイスの高機能化・産業化に貢献すべく、電子論からデバイス用界面の機能予測ができる大規模高精度第一原理計算手法の開発とこれを用いた界面機能予測シミュレーションを実施している。平成30年度は、これまで開発・改良を続けてきたRSPACEを用いて、次に挙げる2種類のナノ構造の輸送特性を調べた。 1つ目は、実験グループと協力して、trimethylenedipyridineと、この分子が重合したpolyvinylpyridineの分子架橋系の電気伝導特性を調べた。電極/分子界面における原子構造を、実験的に予想される架橋構造をもとに第一原理計算により決定し、重合による架橋系の電子状態と伝導特性への影響を調べた。そして、重合による電気伝導度への影響がわずかであるという実験結果に符合する結果を得た。 2つ目は、二次元材料を用いた磁気トンネル接合の輸送特性を調べた。グラフェンをはじめとする二次元系材料は、スピントロニクスデバイスのチャネル材料として期待されている。本課題では、グラフェン及びh-BNをNi及びCoの強磁性金属で挟んだ磁気トンネル接合の磁気抵抗比を調べた。そして、Ni電極/グラフェン/Ni電極の系で磁気抵抗比が50%、Ni電極/h-BN/Ni電極の系で43%という高い値が得られることを明らかにし、グラフェンのような二次元系材料を用いた磁気トンネル接合構造がスピンフィルターとして有望であることを示した。

• 第42回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2023年02月20日 - 2023年02月24日


• 第41回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2022年09月05日 - 2022年09月08日


• 第40回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2022年02月21日 - 2022年02月25日


• 第39回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2021年09月06日 - 2021年09月10日


• 第38回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2021年02月22日 - 2021年02月26日


• 第36回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2020年03月17日 - 2020年03月22日


• 第35回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2019年09月02日 - 2019年09月05日


• 第34回 コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD®）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2019年02月18日 - 2019年02月22日


• 第33回コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン（CMD）ワークショップ

  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター

  講師, 2018年09月03日 - 2018年09月07日


• Junjirou Kanamori Memorial International Symposium (Local Organizing Committee)

  運営参加・支援, 2017年09月23日 - 2017年09月27日

• スピントロニクス向け強磁性合金材料と二次元物質間の異種結晶界面の状態を第一原理計算で予測 ～次世代スピントロニクスデバイスのシミュレーションへの応用を期待～

  日本経済新聞番組

  日本経済新聞 電子版, 2022年09月06日, 速報, 電子の電気と磁気の性質を利用するスピントロニクス素子は、現在の電子素子に比べて桁違いに少ない消費電力と、桁違いに高い演算速度を実現すると期待されています。その素子には、強磁性合金とグラフェンなどの二次元物質を接合する構造が提案されています。しかし強磁性合金とグラフェンの界面構造が未解明のため、最適な特性の素子を設計することはできませんでした。 神戸大学大学院工学研究科の植本光治助教、小野倫也教授、大学院生の安達隼人氏らと東北大学の永沼博准教授らの研究グループは、密度汎関数理論に基づく第一原理計算により、鉄パラジウム合金とグラフェンの異種結晶界面(FePd/Gr)の構造および特性のシミュレーションを行いました。 FePd/Grは最近実験的に合成された新材料で、スピントロニクスデバイスへの応用が期待されています。本研究では、これまでの実験では明らかにされていなかったFePd.Gr界面の炭素原子配置として考えられるいくつかのモデルを、計算により予測しました。 その結果、予測したFePd/Gr吸着距離の理論値は、実験値(約2Å＝100億分の2)をよく再現していること、また、先行実験で報告されている「異なる結晶界面の"つよく"・"しなやか"な結合」の存在を確認することができました。今後、本研究で提案された計算モデルは、強磁性トンネル接合素子などの機能予測や最適化、材料探索に役立つことが期待されます。この研究成果は、9月1日に Journal of Applied Physics でオンライン掲載されました。

  インターネットメディア


• ファンデルワールス力による“つよく”・“しなやか”な新しい結合 -強磁性トンネル接合素子の構成材料としてグラフェン二次元物質/規則合金の異種結晶界面に期待-

  東北大学・神戸大学ほか（プレスリリース）

  2022年03月02日

  新聞・雑誌


• 「富岳」を用いた１万超の原子を含むナノ物質の超高速光応答シミュレーションに成功

  筑波大学・神戸大学（プレスリリース）

  本人以外, 2022年01月

  インターネットメディア


• 次世代パワーデバイス向け半導体SiC中の高密度窒素層のふるまいを理論計算で予測 -SiC半導体の高品質化に貢献-

  神戸大学（プレスリリース）

  本人, 2021年12月, 神戸大学大学院工学研究科の小野倫也教授、植本光治助教、大学院生の小松直貴さんらと、北海道大学の江上喜幸助教らの研究グループは、第一原理計算に基づいたSiC中の高密度窒素層の構造モデルの提案を行いました。この成果は、SiC半導体デバイスの製造時の窒素アニールの働きについて理解を深めることにつながります。この研究成果は、11月30日に Journal of the Physical Society of Japan に掲載されました。

  インターネットメディア


• 先端の光科学に役立つ第一原理計算ソフトウェアSＡＬＭＯＮの開発

  筑波大学（プレスリリース）

  本人以外, 2019年03月, 筑波大学計算科学研究センター 矢花一浩教授の研究グループと、大学共同利用機関法人自然科学研究機構分子科学研究所 故 信定克幸准教授の研究グループは、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構関西光科学研究所、東京大学工学系研究科、マックスプランク物質構造動力学研究所、ウィーン工科大学、ワシントン大学の研究者らと共同て、物質科学の第一原理計算法に基づき、先端の光科学研究に役立つソフトウェアSALMONを開発しました。

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