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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Systematic understanding of oxygen vacancies and prediction by machine learning

Research Project

Project/Area Number 19H02416
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

熊谷 悠  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00722464)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords酸素空孔 / 機械学習 / 第一原理計算
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、(1)多数の酸化物を対象として酸素空孔に関する網羅的な高精度第一原理計算を行い、その計算データベースを構築すること、(2)得られたデータに基づき、酸素空孔の学理構築と機械学習を用いたエネルギー・電子構造を予測するシステムを開発すること、の2点を目的としている。
昨年度は、酸素空孔計算を行うプログラム開発を行なったが、2年度目の本年は、実際に、5000個以上の酸素空孔計算を行い、得られたビックデータに基づき空孔形成エネルギーの機械学習を行なった。この結果、3つの異なる価数をとる酸素空孔において、0.3-0.5 eVの誤差で空孔形成エネルギーを予測することが可能となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

大規模計算は次年度も引き続き継続する必要があると思われていたが、想定以上に計算を早く遂行する事ができたため。

Strategy for Future Research Activity

最終年度では、計算結果の更なる解析を進めるとともに、得られた研究成果を論文として報告し、データベースの公開を進める。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] SrZn<sub>2</sub>N<sub>2</sub> as a Solar Absorber: Theoretical Defect Chemistry and Synthesis by Metal Alloy Nitridation2021

    • Author(s)
      Kikuchi Ryosuke、Ueno Koki、Nakamura Toru、Kurabuchi Takahiro、Kaneko Yasushi、Kumagai Yu、Oba Fumiyasu
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 33 Pages: 2864~2870

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.1c00075

  • [Journal Article] Optical enhancement of dielectric permittivity in reduced lanthanum aluminate2020

    • Author(s)
      Nagai Takayuki、Kuwabara Akihide、Kumagai Yu、Terasaki Ichiro、Taniguchi Hiroki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Pages: 184114

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.184114

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical exploration of mixed-anion antiperovskite semiconductors M3XN(M=Mg,Ca,Sr,Ba;X=P,As,Sb,Bi)2020

    • Author(s)
      Mochizuki Yasuhide、Sung Ha-Jun、Takahashi Akira、Kumagai Yu、Oba Fumiyasu
    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 4 Pages: 044601

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.4.044601

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Data-Mining Element Charges in Inorganic Materials2020

    • Author(s)
      Ding Yu、Kumagai Yu、Oba Fumiyasu、Burton Lee A.
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 11 Pages: 8264~8267

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.0c02072

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Machine learning models for predicting the dielectric constants of oxides based on high-throughput first-principles calculations2020

    • Author(s)
      Takahashi Akira、Kumagai Yu、Miyamoto Jun、Mochizuki Yasuhide、Oba Fumiyasu
    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 4 Pages: 103801

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.4.103801

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸化物に関する計算材料データベース構築2021

    • Author(s)
      熊谷 悠
    • Organizer
      2020年度第5回物性アプリオープンフォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 計算材料データベース構築とその応用2021

    • Author(s)
      熊谷 悠
    • Organizer
      日本セラミックス協会2021年年会
    • Invited
  • [Presentation] 酸化物物性と酸素空孔に関する系統的計算2020

    • Author(s)
      熊谷 悠
    • Organizer
      第30回日本MRS年次大会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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