| 研究課題/領域番号 |
17K05541
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅱ
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2018-2019)
大阪大学 (2017) |
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研究代表者 |
石河 孝洋 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, NIMS特別研究員 (40423082)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 超伝導 / 高圧 / 水素化合物 / 進化的アルゴリズム / 第一原理計算 / 遺伝的アルゴリズム / 遺伝的プログラミング / 機械学習 / 結晶構造 / 第一原理電子状態計算 / データ科学 / 進化論的手法 / 高温超伝導 |
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| 研究成果の概要 |
室温超伝導の候補として高圧力下における水素化合物が注目されている。しかし、その組み合わせは膨大となるためデータ科学的手法を利用して探索を効率化する必要がある。本研究では、計算高圧科学とデータ科学を融合させた独自の物質探索手法を開発し、それを新規超伝導水素化合物の探索に応用した。文献から水素化合物のデータを収集し、これを基に進化的手法で超伝導性予測器を作成して候補物質を選出したところ、第1-3、13-16族元素で構成される仮想3元系水素化合物で高温超伝導が期待できると予測した。第一原理計算による検証の結果、KScH12で122ケルビンの、GaAsH6で98ケルビンの超伝導が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
結晶構造探索プログラムの独自開発・改良を行いながら高圧物質科学に応用しているグループは世界的に見ても数が少なく、進化的手法を基礎とする計算高圧科学とデータ科学の融合はまだ誰も試みていない独自の研究方法となるため、本研究を達成できれば他のグループでは実施できない独創的で挑戦的な研究を行うことが可能となる。高圧極限環境下では物質の物理的・化学的性質が常圧のものから大きく変化し、物質の隠された姿が明らかになる。本研究によって得られる物質の結晶構造、電子状態、超伝導性などに関するデータや知見は、超伝導物質だけでなく、その他の機能性物質の探索・設計にも応用できる。
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