2020 Fiscal Year Research-status Report
計算科学による分子自動探索技術の開発と次世代太陽電池への応用
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19K05390
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
今村 穣 東京都立大学, 理学研究科, 客員教授 (60454063)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子自動生成 / 逆問題 / 有機薄膜太陽電池 / インフォマティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで開発してきた自動探索スキームを基盤に、特定の物性を示す分子を自動探索可能なプラットフォームを開発する。さらに、次世代太陽電池材料である有機薄膜太陽電池に適用し、新材料を提案する。
これまでモンテカルロ木探索に基づく分子生成を光物性（励起エネルギー、遷移双極子）などをターゲットとして探索を検討を行った。励起エネルギーを自由に制御するのは難しいことがわかったが、おおよそターゲットとする励起エネルギーを示す分子の生成には成功した。作成した分子の構造の解析を行ったが、光物性との強い相関は確認することができなかった。これまでの検討は小分子だったため、さらに有機薄膜太陽電池材料となる大規模分子に関する検討も行い、数値検証を推し進めていく予定である。
その他の分子探索アルゴリズムで敵対的生成ネットワーク(GAN)ベースの検討も行ったが、パラメータ調整などにノウハウがあるのか幅広い骨格を持つ分子の生成はできなかった。一方で、GANベースの分子生成も報告が多くあるため、引き続き分子生成モデルの改良を行い、目的物性を示す分子生成を実施する予定である。変分オートエンコーダー(VAE)ベースの分子生成に関しても数値検証を行う予定である。GAN、VAEとモンテカルロ木探索との比較を通して、生成される分子の新奇性について議論を行いたい。最終的には、高速に分子生成が可能となるような分子パーツベースの分子生成や大域的な分子探索が可能とするアルゴリズムの導入により、有機薄膜太陽電池の候補分子を自動探索可能なプラットフォームを開発する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
有機小分子に対して分子自動生成に関する数値検証を終えた。一方で、他の分子生成アルリズムの検討を始めている。分子生成アルゴリズムの適用範囲を見極めを急ぎ、ターゲットとする分子の生成を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き分子生成手法の数値検証を行う。数値検証に基づき分子生成アルゴリズムを改良し、最終的には、特定の物性を示す分子を自動探索可能なプラットフォームを開発する。
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| Causes of Carryover |
コロナ渦で学会出張の予定が中止となったため研究費を使用できなかった。状況を見ながらであるが、可能であれば今年度は学会出張を考えたい。
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