Spectral-density polynomial expansion for two-particle Green's function in BdG framework

BdGフレームワークにおける二粒子Green関数のスペクトル直交多項式展開

永井 佑紀   ; 太田 幸宏*; 町田 昌彦  

Nagai, Yuki; Ota, Yukihiro*; Machida, Masahiko

銅酸化物高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、原子力分野をはじめとして、さまざまな産業への応用も期待され世界中で盛んに研究されている。この超伝導体の超伝導発現機構を解明するためには、光学伝導度や核磁気緩和率などの各種実験手法の結果の解析が必須である。本発表では、上記課題に対し、並列性の高い手法である多項式展開ソルバを用いた光学伝導度や核磁気緩和率の計算手法を開発したことを報告する。なお、上記課題の解決にあたっては、われわれの開発した超大規模並列計算可能な手法を拡張し、その基礎理論を定式化することに成功した。これらの結果は、超伝導発現機構解明手法の理論的提案のみならず、実空間第一原理計算等の広大な系を扱える手法の一つとしても有用であり、さまざまな系に適用可能であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。

We develop an efficient numerical method on the basis of the spectral-density polynomial expansion to calculate two-particle Green's function in Bogoliubov-de Gennes (BdG) framework for inhomogeneous superconducting systems. With use of this method, one can systematically and effectively evaluate various physical quantities such as spin or charge susceptibility, nuclear magnetic relaxation rate, optical or thermal conductivity even in magnetic fields. We demonstrate its remarkable feature, i.e. high efficiency with large-scale parallel computing techniques.