Computational Science of Designing and Elucidating the Functions of Supra-ceramics

• Project Area: Supra-ceramics: Molecule-driven frontier of inorganic materials
• Project/Area Number: 22H05146
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Japan Fine Ceramics Center
• Principal Investigator: 桑原 彰秀 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主席研究員 (30378799)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前園 涼 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40354146) ; 辻 雄太 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80727074)
• Project Period (FY): 2022-06-16 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥110,760,000 (Direct Cost: ¥85,200,000、Indirect Cost: ¥25,560,000); Fiscal Year 2024: ¥19,760,000 (Direct Cost: ¥15,200,000、Indirect Cost: ¥4,560,000); Fiscal Year 2023: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000); Fiscal Year 2022: ¥31,330,000 (Direct Cost: ¥24,100,000、Indirect Cost: ¥7,230,000)
• Keywords: 第一原理計算 / 分子ユニット / 材料インフォマティクス / 表面構造 / セラミック材料

Outline of Research at the Start

本研究課題では第一原理計算を用いて超セラミックスにおける特異な構造多様性とその電子状態の解析を行い、超セラミックスにおける分子イオンの特徴的な安定配位構造や格子振動状態、表面と分子間の反応挙動を解明する。B班（解析）内で実験チームと連携しながら、実験スペクトルの理論解釈やハイスループット物質探索と材料設計を実施し、得られた知見をA班（合成）、C班（物性・機能）にフィードバックすることで材料開発を推進する。特に、マテリアルズインフォマティクス（MI）や人工知能（AI）を駆使することで、結晶と分子が協奏する超セラミックス材料の構造と機能の支配因子を捉え、その学理を構築する。