2017 Fiscal Year Annual Research Report
Materials informatics from first-principles
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15H02286
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 功 京都大学, 工学研究科, 教授 (70183861)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 第一原理計算 / 統計熱力学計算 / 機械学習 / 結晶構造記述子 / 材料探索 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【Ⅰ】多数の第一原理計算を多重実行するための技術開発，【Ⅱ】結晶構造を記述子化する手法開発，【Ⅲ】クリギングなどの効率的な探索法開発・適用を行った。【Ⅰ】のうち，第一原理計算を誤りなく多重実行するための汎用アルゴリズムとツールの開発と，統計力学処理を正確に行うためのアルゴリズム開発を行った。本研究の目的は，多数の第一原理計算に基づいて材料特性の推定と探索を逐次的に改善するという独創的な手法を開発し，これを具体的な材料系に適用して有用性を実証することである。その対象として，2次電池正極材料を選択し，当初の課題であった材料探索空間の大幅拡張を結晶構造の記述子化により解決し，優れた物性を有する材料の開発を行った。
また，開発した汎用ツールを用いて第一原理計算による材料物性のデータセットの作成を行い，第一原理計算による凝集エネルギーのデータセットを構築した。その後，凝集エネルギーのデータを用いて，化合物を表現する記述子の検討を行った。具体的には，様々な組成や異なる大きさの単位胞の化合物を実現する方法として，化合物を原子の集合として捉え，それぞれの原子の元素情報や配位環境の分布として表現する方法を考案した。分布の類似度を化合物の類似度とみなし，凝集エネルギーについての予測モデルを構築し，記述子の性能を評価した。また，モデル予想誤差だけでなく，ベイズ最適化の効率化に対する記述子の性能についても評価した。その結果，従来の近似的な記述子よりもかなり高精度な予測が可能となることがわかった。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Discovery of a Novel Sn(II)-Based Oxide beta-SnMoO4 for Daylight-Driven Photocatalysis2017
Author(s)
Hayashi, H, Katayama, S, Komura, T, Hinuma, Y, Yokoyama, T, Mibu, K, Oba, F and Tanaka, I
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Journal Title
ADVANCED SCIENCE
Volume: 4-1
Pages: 1600246-1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] First-Principles Selection of Solute Elements for Er-Stabilized Bi2O3 Oxide-Ion Conductor with Improved Long-Term Stability at Moderate Temperatures2017
Author(s)
Shitara, K, Moriasa, T, Sumitani, A, Seko, A, Hayashi, H, Koyama, Y, Huang, R, Han DL, Moriwake, H and Tanaka, I
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Journal Title
CHEMISTRY OF MATERIALS
Volume: 29-8
Pages: 3763-3768
DOI
Peer Reviewed
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