2022 Fiscal Year Annual Research Report
Materials design via atomic resolution vibrational analysis
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19H00818
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
溝口 照康 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70422334)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池野 豪一 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30584833)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 振動 / フォノン / 熱・高温 / 透過型電子顕微鏡 / 電子エネルギー損失分 / その場観察 / シミュレーション / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子の局所的な振動は，熱などの外場からのエネルギーによる原子の変位現象であり，相転移や熱膨張，さらに様々な機能発現にかかわる重要な現象である．本研究で，実験的・理論的な手法を高度に融合し，熱によって誘起される物質における局所的な対称性の崩れ，つまり「振動」に関する情報を抽出する手法を確立し，材料開発に活用することを目的としている．
スペクトルを用いた振動抽出に関して，これまでスペクトル計算を加速するための手法を開発してきた．2022年度においても同様な研究を継続した．特に，機械学習をするための，データベースの構築を行った．結果的に，10万個以上のスペクトルを含むデータベースを作成し公開することが出来た．また，階層型クラスタリングと決定木を利用したデータ駆動型の自動スペクトル解析法を開発した．同手法は以前に考案したものの改良版に対応する．また，前述のデータベースを利用し，スペクトルから10種類以上の物性を直接予測するという手法の開発も行った．さらに，以前から開発してきた多電子計算においても，制限活性空間自己無撞着場計算(RASSCF)に基づいた波動関数の最適化に関する拡張を2022年度においても続け，遷移エネルギーやスペクトル計算速度など，各所に改善がみられたことを確認しており，実用レベルに到達することが出来た．
さらに， 格子欠陥と熱との相互作用も詳細に調べた．その結果，格子欠陥の次元性によって，その熱振動の物性に対する影響が異なることを明らかにした．また，本研究では，実験的な研究も行っており，高温下における計測を材料の組成や振動，構造の挙動を調べた．その結果，構造相転移や相分離などの動的な現象をリアルタイム・リアルスケールに可視化することができた．特に，これまで確認されてこなかった熱による分相前の現象を実時間・実空間で捉えることに成功した．
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Full automation of point defect detection in transition metal dichalcogenides through a dual mode deep learning algorithm2024
Author(s)
Dong-Hwan Yang, Yu-Seong Chu, Odongo Francis Ngome Okello, Seung-Young Seo, Gunho Moon, Kwang Ho Kim, Moon-Ho Jo, Dongwon Shin, Teruyasu Mizoguchi, Sejung Yang, Si-Young Choi
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Journal Title
Mater. Horizon
Volume: 11
Pages: 747-757
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Effect of inorganic material surface chemistry on structures and fracture behaviours of epoxy resin2024
Author(s)
T. Miyata, Y. Sato, HF, Wang, A. Kumagai, Y. Kawagoe, K. Shirasu, S. Kinoshita, K. Yoshida, HH Huang, T. Okabe, M. Mizukami, K. Hagita, T. Mizoguchi, and H. Jinnnai
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Journal Title
Nature Comm.
Volume: 15
Pages: 1898-1-12
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A lithium superionic conductor for millimeter-thick battery electrode2023
Author(s)
Y. Lee, S. Song, H. Kim, K. Nomoto, H. Kim, X. Sun, S. Hori, K. Suzuki, N. Matsui, M. Hirayama, T. Mizoguchi, T. Saito, T. Kamiyama, and R. Kanno
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Journal Title
Science
Volume: 381
Pages: 50-53
DOI
Peer Reviewed
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