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3次元電子正孔系におけるポリ励起子相出現可能性の理論的解明 (国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0097
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

前園 涼  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40354146)

研究期間 (年度) 2017 – 2020
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
キーワード計算物理 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 物性理論 / 量子エレクトロニクス / 光物性
研究成果の概要

ナノ・フォトニクスの機能性を狙う物質中励起子物性の数値的理論的解明を目的として、遷移金属化合物系層状物質を対象とした研究を進めた。密度/有効質量/運動空間の次元性/量子統計性といった「舞台設定」の違いで、励起子相にどういった多様性(気相/分子相/結晶相)が生じるかという観点から「励起子相の大域的相図解明」に取り組んだ。研究課題にかかる直接的成果として、滞在先研究者との2報の共著論文成果をあげた(それぞれTop5%, Top10%)。
研究室所属学生の来訪設定に積極的に取り組み、本課題の方法論となる量子モンテカルロ法電子状態計算に関連した国際協働を更に加速させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子と正孔からなる系は、半導体技術や触媒化学、光化学分野など、長く人類が機能性を引き出す対象として取り組んできた系である。歴史的には、発見的開拓に主導され、個別に研究が進んできたテーマであるが、本研究では改めて、電子正孔系として理論的に模式化した上で、電子正孔系に更なる未知の物性相が存在しうるかどうかを網羅的に探索し、その出現可能性を明らかにした。新規相それぞれに呼応して、未踏利用技術の可能性が拡がっていると言える。本研究で明らかとなった出現域(電子密度などの実現条件)を狙った物質合成なども始まっており、あたらしい機能性を引き出す光応答デバイスの実現可能性に繋がる学術的・社会的意義を持つ。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 11件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 18件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ランカスター大学(英国)2018

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Intrinsic carbon-doping induced synthesis of oxygen vacancies-mediated TiO2 nanocrystals: Enhanced photocatalytic NO removal performance and mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Gu Zhanyong、Cui Zhitao、Wang Zijing、Sinkou Qin Ken、Asakura Yusuke、Hasegawa Takuya、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Yin Shu
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 393 ページ: 179-189

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2020.11.025

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, Electronic Structure, and Physical Properties of Layered Oxypnictides Sr2ScCrAsO3 and Ba3Sc2Cr2As2O52021

    • 著者名/発表者名
      Pavan Kumar Naik Sugali、Iwasa Yuki、Kuramochi Kenta、Ichihara Yoshihisa、Kishio Kohji、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Nishio Taichiro、Ogino Hiraku
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 3 ページ: 1930-1936

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03404

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploring Heat-Shielding Nanoparticle-Based Materials via First-Principles Calculations and Transfer Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Tomohiro、Maezono Ryo、Hongo Kenta
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 4 号: 2 ページ: 1932-1939

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c03298

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] GaN bandgap bias caused by semi-core treatment in pseudopotentials analyzed by the diffusion Monte Carlo method2021

    • 著者名/発表者名
      Nikaido Yutaka、Ichibha Tom、Nakano Kousuke、Hongo Kenta、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 11 号: 2 ページ: 025225-025225

    • DOI

      10.1063/5.0035047

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Insights into the Mechanical and Electrical Properties of a Metal?Phosphorene Interface: An Ab Initio Study with a Wide Range of Metals2021

    • 著者名/発表者名
      Ghaffar Abdul、Ganeriwala Mohit D.、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Mohapatra Nihar R.
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 号: 11 ページ: 7795-7803

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c06255

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Atomic forces by quantum Monte Carlo: Application to phonon dispersion calculations2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Kousuke、Morresi Tommaso、Casula Michele、Maezono Ryo、Sorella Sandro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.l121110

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A quantum annealing approach to ionic diffusion in solids2021

    • 著者名/発表者名
      Utimula Keishu、Ichibha Tom、Prayogo Genki I.、Hongo Kenta、Nakano Kousuke、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86274-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stochastic Estimations of the Total Number of Classes for a Clustering having Extremely Large Samples to be Included in the Clustering Engine2021

    • 著者名/発表者名
      Utimula Keishu、Prayogo Genki I.、Nakano Kousuke、Hongo Kenta、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      Advanced Theory and Simulations

      巻: - 号: 5

    • DOI

      10.1002/adts.202000301

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemical Properties and Crystal Structure of Li+/H+ Cation-exchanged LiNiO22020

    • 著者名/発表者名
      T. Toma、 R. Maezono、 K. Hongo
    • 雑誌名

      ACS Appl. Energy Mater.

      巻: - 号: 4 ページ: 4078-4087

    • DOI

      10.1021/acsaem.0c00602

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Speeding up the ab initio diffusion Monte Carlo by a smart lattice regularization2020

    • 著者名/発表者名
      K. Nakano、 R. Maezono、 S. Sorella
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 101 号: 15

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.155106

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synergy of Binary Substitutions for Improving the Cycle Performance in LiNiO2 Revealed by Ab Initio Materials Informatics2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Tomohiro、Maezono Ryo、Hongo Kenta
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 22 ページ: 13403-13408

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c01649

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine‐Learning Clustering Technique Applied to Powder X‐Ray Diffraction Patterns to Distinguish Compositions of ThMn12‐Type Alloys2020

    • 著者名/発表者名
      Utimula Keishu、Hunkao Rutchapon、Yano Masao、Kimoto Hiroyuki、Hongo Kenta、Kawaguchi Shogo、Suwanna Sujin、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      Advanced Theory and Simulations

      巻: 3 号: 7 ページ: 2000039-2000039

    • DOI

      10.1002/adts.202000039

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Boron phosphide as a p-type transparent conductor: Optical absorption and transport through electron-phonon coupling2020

    • 著者名/発表者名
      Ha Viet-Anh、Karasulu Bora、Maezono Ryo、Brunin Guillaume、Varley Joel Basile、Rignanese Gian-Marco、Monserrat Bartomeu、Hautier Geoffroy
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 4 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.4.065401

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] New layered perovskite family built from [CeTa2O7]- layers: coloring mechanism from unique multi-transitions2020

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Takuya、Shigee Atsushi、Nishiwaki Yoshinori、Nagasako Makoto、Hanindriyo Adie Tri、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Ueda Tadaharu、Yin Shu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 61 ページ: 8591-8594

    • DOI

      10.1039/d0cc03466e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intrinsic electronic defect states of anatase using density functional theory2020

    • 著者名/発表者名
      Raghav Abhishek、Tri Hanindriyo Adie、Utimula Keishu、Abbasnejad Mohaddeseh、Maezono Ryo、Panda Emila
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 184 ページ: 109925-109925

    • DOI

      10.1016/j.commatsci.2020.109925

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Octahedral morphology of NiO with (111) facet synthesized from the transformation of NiOHCl for the NOx detection and degradation: experiment and DFT calculation2020

    • 著者名/発表者名
      Hermawan Angga、Hanindriyo Adie Tri、Ramadhan Erland Rachmad、Asakura Yusuke、Hasegawa Takuya、Hongo Kenta、Inada Miki、Maezono Ryo、Yin Shu
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Frontiers

      巻: 7 号: 18 ページ: 3431-3442

    • DOI

      10.1039/d0qi00682c

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ab Initio Evaluation of Complexation Energies for Cyclodextrin-Drug Inclusion Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Oqmhula Kenji、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Ichibha Tom
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 31 ページ: 19371-19376

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c01059

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbon vacancies and hydroxyls in graphitic carbon nitride: Promoted photocatalytic NO removal activity and mechanism2020

    • 著者名/発表者名
      Gu Zhanyong、Cui Zhitao、Wang Zijing、Qin Ken Sinkou、Asakura Yusuke、Hasegawa Takuya、Tsukuda Satoshi、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Yin Shu
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 279 ページ: 119376-119376

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2020.119376

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] やってみて理解したシミュレーション協働教育2021

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      第34期CAMMフォーラム本例会(社団法人 企業研究会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マテリアルズ・インフォマティクスの事例2021

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      科研費新学術領域「複合アニオン化合物の創製と新機能」Webセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理計算を用いて物性量を推定する仕組み2021

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年会基礎セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理量子モンテカルロ法を用いた量子多体系の研究2020

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      東京大学物性研究所短期研究会「量子多体計算と第一原理計算の新展開」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Materials Informatics for high-thermal conductivity in polymers2020

    • 著者名/発表者名
      R. Maezono
    • 学会等名
      The 7th International Symposium for Green-Innovation Polymers (GRIP2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 材料系シミュレーションにおける自作クラスタの活用2020

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] マテリアルズ・インフォマティクス開発事例最前線 第3編第4節 (伊藤聡・監修)2021

    • 著者名/発表者名
      本郷 研太、室野 隆博、前園 涼
    • 総ページ数
      284
    • 出版者
      NTS出版
    • ISBN
      9784860437084
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 複合アニオン化合物の科学 第5章 (陰山 洋、荻野 拓、長谷川 哲也編)2021

    • 著者名/発表者名
      前園 涼、本郷 研太、桑原 彰秀、越智 正之
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621306109
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 動かして理解する第一原理電子状態計算2020

    • 著者名/発表者名
      前園 涼、市場 友宏
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      9784627170315
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 北陸先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科前園研究室ホームページ

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/is/labs/maezono-lab/homepage2019/index.html#

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2017-03-15   更新日: 2022-01-27  

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