ユニバーサルな点欠陥形成エネルギーの高精度予測と材料探索への応用

• Project/Area Number: 25K01486
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26010:Metallic material properties-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 熊谷 悠 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00722464)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清原 慎 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (20971881) ; 松崎 功佑 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40571500)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2025: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
• Keywords: 点欠陥 / 計算材料データベース / 機械学習

Outline of Research at the Start

ユニバーサルな点欠陥形成エネルギー予測を実現するため、効率的な機械学習手法の開発と自動計算体制の構築を進める。少数の第一原理計算で高精度な予測を可能にするため、酸素空孔データベースを用いたサンプリングとニューラルネットワークによる学習、クラスタリングを反復的に行う。また、点欠陥の構造とエネルギーの両方を予測できる機械学習ポテンシャルの導入も検討し、従来手法と比較してその有効性を評価する。さらに、格子間を含む多数の第一原理計算を自動化するため、既存の自動計算プログラムを拡張する。これらの取り組みにより、材料探索や合成・評価につながる普遍的な予測基盤の構築を目指す。