| 研究領域 | 超秩序構造が創造する物性科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05884
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 東北大学 (2021-2024)
岐阜大学 (2020) |
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研究代表者 |
志賀 元紀 東北大学, 未踏スケールデータアナリティクスセンター, 教授 (20437263)
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| 研究分担者 |
松下 智裕 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (10373523)
大林 一平 岡山大学, AI・数理データサイエンスセンター, 教授 (30583455)
中島 健 島根大学, 学術研究院機能強化推進学系, 助教 (60935401)
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
98,670千円 (直接経費: 75,900千円、間接経費: 22,770千円)
2024年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2023年度: 22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
2022年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2021年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2020年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
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| キーワード | マテリアルズ・インフォマティクス / 機械学習 / 原子像再生 / 位相的データ解析 / 材料情報学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超秩序構造を持つ材料の原子配列推定、構造秩序の記述法、物性予測法の開発を通じて、効率的な材料設計・合成に寄与する技術の確立を目指す。原子配列推定のために、原子分解能ホログラム等の計測データから機械学習に基づく高精度推定法を開発する。そして、原子配列から超秩序構造を記述する手法を幾何学の数理基盤技術に基づき開発する。また、物質の構造・物性・合成データを整備し、機械学習に基づく超秩序構造から物性の予測モデルの構築、物質設計や合成プロセスの効率化手法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
本領域で合成・開発される「超秩序構造」材料の原子配列の同定、超秩序の記述子から物性予測法を開発し、効率的な材料設計・合成に寄与するための技術開発を中心に研究を推進し、以下の3課題についての成果を創出した。【課題１】最先端の構造計測データから「超秩序構造」の原子配列を高精度に推定する手法を開発した。【課題2】位相的データ解析等の理論を用いて、超秩序構造を記述する手法を開発し、「超秩序構造」と物性の関係を明らかにするための研究を進めた。【課題３】「超秩序構造」の記述子と物性のデータから、所望の物性をもつ物質設計や新規化合物の合成プロセスを効率化する機械学習法を開発するための研究に取り組んだ。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
構造計測データ解析に関する研究成果は、ドーパントを含む材料やガラス材料の超秩序構造解析に有効なことが示されており、これらを代表とする様々な材料の構造同定や物性の起源を解明する学術研究や材料開発に寄与するものである。また、超秩序構造の記述法に関する研究成果は、構造秩序を新たな視点から解析するためのものであり、超秩序構造を含む様々な材料の定量的な比較や物性の正確な予測等の解析に寄与できるものである。本課題で開発されたデータ解析法の一部はプログラムのライブラリやソフトウェアとして公開されており、これらはアカデミックおよび産業界の研究開発に広く貢献できるものと考えられる。
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