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これまでの成果

(1) 銅酸化物高温超伝導体

銅酸化物高温超伝導体は，常圧下では最も高い超伝導臨界温度(Tc)を持つ物質のグループである．榊原は銅酸化物同士の相対的なTcの違いに着目し研究を続けている．物質依存性を理解するためには，フェルミ面を構成する3dx2-y2軌道だけでなく，それに混成している3dz2軌道の効果が重要である事が研究により判明した．研究の基本方針として，第一原理バンド計算の結果を再現するような低エネルギー模型を構築し，これを用いた多体効果のシミュレーションを行っている．シミュレーションには揺らぎ交換近似法（FLEX）に基づいた弱相関描像からの摂動計算を主に用いるが，近年は学外共同研究により，変分モンテカルロ法(VMC)を用いた研究も行っている．また銅酸化物の超伝導において重要な，電子間相互作用の値も第一原理的に導いている．

(2) 無限層構造を持つニッケル酸化物薄膜超伝導体

2019年に新たに発見されたニッケル酸化物は，銅酸化物超伝導体とよく似た結晶構造・電子構造を持っているため，科学的興味を集めている．榊原は第一原理計算に基づく最局在ワニエ軌道法(MLWF)，及び制限乱雑位相法(cRPA)によってニッケル酸化物と銅酸化物の電子状態の違いを調べ，ニッケル酸化物のTcが銅酸化物に比べ低いという実験結果を説明することに成功した．

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【プレスリリース】榊原助教（現准教授）、小谷教授らが層状ニッケル酸化物超伝導体の電子状態を解明  

(3) 2層構造を持つニッケル酸化物超伝導体

Ruddlesden-Popper構造を持つニッケル酸化物は古くより知られていたが、その中で2層構造を持つLa3Ni2O7 と呼ばれる物質がある。2023年に中国・中山大学のグループは、La3Ni2O7 が高圧下（10GPa以上）でTc=80K程度の高温超伝導体になることを報告した。榊原は第一原理バンド計算と揺らぎ交換近似法(FLEX)の組み合わせにより理論的に研究を行った。その結果、超伝導の対形成（クーパー対形成）においては2層の間で働くスピンの揺らぎが重要であることを突き止めた。

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【プレスリリース】４０年の歴史で初！　非従来型高温超伝導の理論予想が実験に先行！ニッケル酸化物超伝導体が高温で超伝導になる理由を理論的に解明！