2026/08/16 更新

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タナカ　トモノリ
田中　友規
TANAKA TOMONORI
所属
物質理工学院 特任助教
職名
特任助教
ホームページ
https://tomonori-tanaka.github.io/
外部リンク

研究キーワード

  • 第一原理計算

  • フォノン物性

  • 永久磁石

  • 有限温度磁性

  • 電子状態理論

  • 相平衡

研究分野

  • ナノテク・材料 / 金属材料物性

  • 自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系

  • ナノテク・材料 / 応用物性

  • ナノテク・材料 / ナノ構造物理

学歴

  • 東京工業大学   物質理工学院   材料系

    2017年10月 - 2020年9月

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    国名： 日本国

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  • 東京工業大学   材料物理科学専攻

    2015年4月 - 2017年9月

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    国名： 日本国

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  • 名古屋工業大学   工学部   環境材料工学科

    2013年4月 - 2015年3月

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    国名： 日本国

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  • 都城工業高等専門学校   物質工学科

    2008年4月 - 2013年3月

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学   物質理工学院 材料系   特任助教

    2026年4月 - 現在

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    国名：日本国

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  • 東京科学大学   物質理工学院 材料系   研究員

    2024年10月 - 2026年3月

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   物質理工学院 材料系   研究員

    2023年4月 - 2024年9月

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    国名：日本国

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  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所   機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター   産総研特別研究員

    2021年2月 - 2023年3月

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   物質理工学院 材料系   研究員

    2020年10月 - 2021年2月

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    国名：日本国

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所属学協会

  • 日本金属学会

    2024年7月 - 現在

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  • American Physical Society

    2018年2月 - 現在

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  • 日本物理学会

    2015年12月 - 現在

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論文

  • Magnetic reconstruction of the altermagnet α-MnTe(0001) surface driven by ligand holes

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    arXiv   2026年8月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語  

    DOI： 10.48550/arXiv.2608.12878

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  • General spin models from noncollinear spin density functional theory and spin-cluster expansion 査読

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Physical Review Research   8 ( 2 )   023300   2026年6月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    We present a data-efficient framework for constructing general classical spin Hamiltonians by combining the spin-cluster expansion (SCE) with fully self-consistent noncollinear spin density functional theory (DFT). The key idea is to fit the SCE model to magnetic torques rather than to total energies. Because torques are site-resolved vectors, each spin configuration provides many informative regression targets, improving conditioning and substantially reducing the number of required DFT calculations, especially for large supercells. Applied to the B20-type chiral magnets Mn 1 − x Fe x Ge and Fe 1 − y Co y Ge , the resulting SCE models determine full pairwise exchange tensors—including isotropic exchange, symmetric anisotropic exchange, and the Dzyaloshinskii-Moriya interaction—and predict the helical spin period via a micromagnetic mapping. The composition trends and the divergence of the period at the chirality sign-change point are well reproduced, in agreement with experiment. Moreover, the systematic nature of SCE enables controlled assessment of interaction order: As the training spin configurations become more disordered, the lowest-order model loses torque accuracy, whereas including higher-order interactions restores predictive power. These advances enable near-DFT-accurate spin models for finite-temperature magnetism and complex spin textures at modest computational cost, providing an extensible route to quantitative first-principles parametrization and predictive materials design.

    DOI： 10.1103/qqlf-d531

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/qqlf-d531/fulltext

  • First-Principles Exploration of Nd–Fe Magnetic Compounds Assisted by Transfer Learning and Genetic Algorithm 査読

    Sayaka Ito, Insung Seo, Shimpei Tanaka, Mitsuru Endo, Yukio Tsutsui, Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Journal of the Physical Society of Japan   95 ( 5 )   053701   2026年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Society of Japan  

    DOI： 10.7566/jpsj.95.053701

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  • Physically Interpretable Force Constants Based on Spherical Tensor Expansion: Efficient Parameter Reduction for Low-Symmetry Systems 査読

    Daigo Ito, Kota Hashimoto, Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Journal of the Physical Society of Japan   95 ( 5 )   053601   2026年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Society of Japan  

    DOI： 10.7566/jpsj.95.053601

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  • Efficient first-principles approach to Gibbs free energy with thermal expansion 査読

    Kota Hashimoto, Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Physical Review B   111 ( 22 )   224309   2025年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    We propose a method to evaluate the Gibbs free energy from constant-volume first-principles phonon calculations. The volume integral of the pressure is performed by determining the volume and the bulk modulus in equilibrium at finite temperatures, where the pressure and its volume derivative are evaluated utilizing first-principles calculations of the Grüneisen parameter without varying the volume. We validate our method for fcc Al by comparing it with the conventional quasiharmonic approximation. Furthermore, we integrate our method with self-consistent phonon theory and apply it to calculations for bcc Ti, hcp Ti, and tetragonal ZrO2. We demonstrate the accuracy and computational efficiency of our method by comparing results with those obtained from directly volume-varied self-consistent phonon calculations. In all cases, our method accurately evaluates the free energy change caused by thermal expansion using only constant-volume phonon calculations.

    DOI： 10.1103/6qsr-xzgb

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/6qsr-xzgb/fulltext

  • Impact of electron–spin coupling on exchange coupling parameters: a nonperturbative approach

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    arXiv   2410.11256   2024年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.48550/arXiv.2410.11256

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  • Clarification of origin of positive excess volume of Pd–Fe binary alloys by using first-principles calculations and HAXPES 査読

    Manabu Watanabe, Yasumasa Takagi, Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda, Masayoshi Adachi, Masahito Uchikoshi, Tetsuya Nakamura, Masaki Takata, Hiroyuki Fukuyama

    Acta Materialia   267 ( 1 )   119718 - 119718   2024年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.actamat.2024.119718

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  • Prediction of the Curie temperature considering the dependence of the phonon free energy on magnetic states 査読

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    npj Computational Materials   6 ( 1 )   184   2020年12月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media {LLC}  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Prediction of the Curie temperature is of significant importance for the design of ferromagnetic materials. One of the most widely used methods to estimate the Curie temperature from first principles relies on a spin Hamiltonian, for example, the Heisenberg Hamiltonian, and exchange coupling parameters obtained by first-principles calculations at zero temperature. Even though there have been attempts to include the effects of magnetism on phonons, the influence of magnetism-dependent phonons on magnetism has been disregarded in the theoretical estimation of the Curie temperature. Here, we propose a first-principles thermodynamic approach to minimise the total free energy considering both the influences of magnetism on phonons and the feedback effect from phonons to magnetism. By applying our scheme to body-centered cubic Fe, we find a significant reduction of the Curie temperature due to the feedback effect. This result indicates the importance of the feedback effect for a quantitative description of finite-temperature magnetism. In addition, we point out that the reduction in the theoretical Curie temperature arises in a wide range of ferromagnetic materials that exhibit phonon softening due to magnetic disordering.</jats:p>

    DOI： 10.1038/s41524-020-00458-5

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  • First-Principles Study of Magnetism-Dependent Phonons Governed by Exchange Ligand Field 査読

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Journal of the Physical Society of Japan   89 ( 9 )   093705 - 093705   2020年9月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Society of Japan  

    DOI： 10.7566/JPSJ.89.093705

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  • First-principles prediction of one-dimensional giant Rashba splittings in Bi-adsorbed In atomic chains 査読

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Physical Review B   98 ( 24 )   241409(R)   2018年12月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.98.241409

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.98.241409/fulltext

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講演・口頭発表等

  • Magesty.jl: スピンクラスター展開法に基づく一般化スピンモデル計算パッケージ

    田中友規, 合田義弘

    物性研究所スパコン共同利用研究会「計算物質科学の今と未来」  2026年4月 

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    開催年月日： 2026年4月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • データ駆動型磁石材料探索に向けた汎用スピンモデル構築手法

    田中友規, 合田義弘

    日本金属学会 2026年春季講演  2026年3月 

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    開催年月日： 2026年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 第一原理自由エネルギー評価に関する技術要素

    合田 義弘, 田中 友規, 橋本 宏太

    ⼀般社団法⼈ 合⾦状態図研究会 第6回研究会  2025年12月 

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    開催年月日： 2025年12月

    記述言語：日本語  

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  • Toward Quantitative and General Spin Models: Efficient Implementation of the Spin-Cluster Expansion Method

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Materials Research Meeting 2025  2025年12月 

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    開催年月日： 2025年12月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Electron-phonon couplings of titanium-group metals from first principles

    Kota Hashimoto, Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Materials Research Meeting 2025  2025年12月 

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    開催年月日： 2025年12月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Estimation of bcc-hcp Structural Phase Transition Temperatures from First Principles

    Kota Hashimoto, Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    The 26th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations (ASIAN-26)  2025年10月 

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    開催年月日： 2025年10月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Spin-Cluster Expansion and its Application to Evaluating the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction

    Tomonori Tanaka

    The 26th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations (ASIAN-26)  2025年10月 

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    開催年月日： 2025年10月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • 効率的スピンクラスター展開法の実装による第一原理スピンモデル構築

    田中友規, 合田義弘

    物性研究所ソフトウェア開発・高度化プロジェクト研究会 〜計算物質科学の発展を支えるオープンソースソフトウェアの開発と普及  2025年10月 

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    開催年月日： 2025年10月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • スピンクラスター展開法に基づく定量的スピンモデルの第一原理的導出

    田中友規, 合田義弘

    日本金属学会 2025年秋期講演大会  2025年9月 

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    開催年月日： 2025年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Efficient implementation of spin-cluster expansion for quantitative spin model construction

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Psi-k 2025  2025年8月 

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    開催年月日： 2025年8月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Construction of magnetic models from non-perturbative calculations

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    IcAUMS 2025  2025年4月 

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    開催年月日： 2025年4月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • スピンクラスター展開法による原子間磁気結合の第一原理計算

    田中友規, 合田 義弘

    日本物理学会2025年春季大会  2025年3月 

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語  

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  • First-principles approach to efficient evaluation of Gibbs free energy with thermal expansion

    Kota Hashimoto, Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    Joint March Meeting and April Meeting: Global Physics Summit 2025  2025年3月 

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Tiにおける電子格子相互作用の第一原理計算

    橋本宏太, 田中友規, 合田義弘

    日本金属学会 2025年春期講演大会  2025年3月 

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 第一原理計算による高精度な原子論的スピンモデルの構築

    田中友規, 合田義弘

    第5回 材料機能特性のアーキテクチャー研究会  2024年12月 

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    開催年月日： 2024年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 熱膨張を考慮したGibbs自由エネルギー効率的評価手法の開発

    橋本宏太, 田中友規, 合田義弘

    日本金属学会 2024年秋季講演大会  2024年9月 

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    開催年月日： 2024年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 高精度な磁性データ蓄積のための原子間磁気結合の非摂動論的計算

    田中 友規, 合田 義弘

    日本金属学会2024年秋季第175回講演大会  2024年9月 

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    開催年月日： 2024年9月

    記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

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  • ノンコリニア密度汎関数法を用いた交換結合定数の非摂動論的計算

    田中友規, 合田義弘

    日本物理学会2024年春季大会  2024年3月 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Magnetism-dependent phonons and its effect on magnetic phase transition from first principles

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    APS March Meeting  2021年3月 

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    開催年月日： 2021年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 磁気状態に依存するフォノンが磁気的熱平衡状態へ及ぼす影響の第一原理的研究

    田中友規, 合田義弘

    日本物理学会 第76回年次大会  2021年3月 

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    開催年月日： 2021年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 磁気状態に依存するフォノンが磁性に及ぼす熱力学的フィードバック効果とその影響

    田中友規, 合田義弘

    計算物質科学人材育成コンソーシアム（PCoMS）シンポジウム ＆計算物質科学スーパーコンピュータ共用事業報告会 2020  2021年2月 

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    開催年月日： 2021年2月

    記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

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  • フォノン自由エネルギーの磁気秩序依存性によるキュリー温度の変化

    田中友規, 合田義弘

    日本物理学会 第75回年次大会  2020年3月 

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    開催年月日： 2020年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • The shift of the Curie temperature in bcc-Fe by phonon softening: first-principles phonon and Monte Carlo calculations

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    APS March Meeting  2020年3月 

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    開催年月日： 2020年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • フォノン振動数の温度依存性に起因するキュリー温度の変化

    田中友規

    ポスト「京」合同成果報告会  2020年2月 

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    開催年月日： 2020年2月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • フォノンと磁性の相関 招待

    田中 友規

    ポスト「京」重点課題(7)サブ課題D研究会  2020年1月 

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    開催年月日： 2020年1月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 磁気モーメントの熱揺らぎを考慮したフォノン自由エネルギーの計算

    田中友規, 合田義弘

    日本金属学会 2019年秋期（第165回）大会  2019年9月 

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    開催年月日： 2019年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • New spin filtering mechanism through atomic chains without magnetic field: first-principles study

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    APS March Meeting  2019年3月 

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    開催年月日： 2019年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Bi原子吸着したIn原子鎖における新奇1次元Rashba効果の第一原理計算

    田中友規

    第28回日本MRS年次大会  2018年12月 

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    開催年月日： 2018年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Bi原子吸着In原子鎖における新奇1次元Rashba効果の第一原理的研究

    田中友規, 合田義弘

    日本物理学会 2018年秋季大会  2018年9月 

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    開催年月日： 2018年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 第一原理計算による一次元 Rashba 効果を示す新たな表面系の探索

    田中友規, 合田義弘

    物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の今と未来」  2018年4月 

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    開催年月日： 2018年4月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • First-Principles Prediction of Giant Rashba Splitting in Bismuth-adsorbed Atomic Nanowires

    Tomonori Tanaka, Yoshihiro Gohda

    APS March Meeting 2018  2018年3月 

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    開催年月日： 2018年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • In/Si(111)-4×1表面上のBi原子吸着に関する第一原理計算

    田中友規, 合田義弘

    日本物理学会 2017年秋季大会  2017年9月 

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    開催年月日： 2017年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • MnBi表面上ナノ構造の第一原理計算

    田中友規, 小林祥希, 合田義弘

    日本物理学会 第71回年次大会  2016年3月 

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    開催年月日： 2016年3月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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Works（作品等）

受賞

  • ポスター賞

    2026年4月   東京大学物性研究所スーパーコンピュータ共同利用研究会「計算物質科学の今と未来」   Magesty.jl: スピンクラスター展開法に基づく一般化スピンモデル計算パッケージ

    田中友規, 合田義弘

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  • Distinguished Paper Award for Young Scientist

    2024年12月   日本金属学会 機能材料特性のアーキテクチャー研究会   第一原理計算による高精度な原子論的スピンモデルの構築

    田中 友規, 合田 義弘

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