神経回路数理モデルによる高精度原子間ポテンシャル開発とセラミックスへの応用

• 研究課題/領域番号: 15K14122
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松永 克志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20334310)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 原子間ポテンシャル / ニューラルネットワーク / 第一原理計算 / シミュレーション / 格子欠陥

研究成果の概要

本研究は、セラミックスの構造と機能に関する原子シミュレーションを格段に高い計算精度で行うため、ニューラルネットワークに基づく原子間ポテンシャルの開発を目指した。学習の際にニューロン間の結合強度を最適化するため、本研究では共役勾配法の適用を検討した。第一原理計算により異なる種類の多様な構造の計算を多数行い、それらの全エネルギーを学習データもしくはテストデータとした。検討の結果、共役勾配法のみではエネルギー精度を10meV/atom以下にすることができなかったため、共役勾配法に焼きなまし法を加えたアルゴリズムを用いて検討したところ、約10meV/atom以下のエネルギー精度を達成できた。