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原子環境タイプに基づく結晶構造の規則性の探索

研究課題

研究課題/領域番号 17K06783
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関東北大学

研究代表者

陳 迎  東北大学, 工学研究科, 教授 (40372403)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードCrystal structure / Atomic Environment Type / General classification / Elemental properties / Regularity / Frist-principles / 原子配置タイプ / 二元系化合物 / 電子構造 / 結晶構造 / 結晶構造タイプ / フォーノン / 結晶構造の規則性 / マテリアインフォマティクス / 原子環境 / 規則性 / 第一原理計算
研究成果の概要

本研究では、二元系無機化合物群を対象にして、第一原理電子構造計算、クラスター展開法(CEM)と格子振動のフォノン計算の組み合わせにより、従来の群論に基づく結晶構造分類を一般化された原子配置タイプ(AET: Atomic Environment Type)に対して、AETと組成元素との相関、AETと従来の結晶構造タイプとの相関を着目して系統的な解析を行い、AETと組成元素との間の規則性を探索し、AET分類の物理意味を明らかにした。さらに、計算結果を整理して、理論計算AET予測マップの構築を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

AETに基づくデータ群の分類とそのデータに潜む規則性の理論的な検証は、従来の俯瞰的な物質・材料データベースに対して物理的な基盤を与える意義がある。本研究の成果としての理論計算AET予測マップは、Materials informatics研究や、機械学習、進化的アルゴリズムによる構造予測コートを応用する際に的確な初期値を与えるツールとなされることが期待できる。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (25件) (うち国際共著 17件、 査読あり 25件、 オープンアクセス 20件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 14件、 招待講演 12件)

  • [雑誌論文] Cubic halide perovskites as potential low thermal conductivity materials: A combined approach of machine learning and first-principles calculations2022

    • 著者名/発表者名
      Xinming Wang,Yinchang Zhao Shuming, Zeng, Zhuchi Wang, Ying Chen, Jun Ni
    • 雑誌名

      Phy. Rev. B

      巻: 105 号: 1 ページ: 014310-014310

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.014310

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vacancy ordering in sub-stoichiometric zirconium carbide: A review2022

    • 著者名/発表者名
      Theresa Davey, Ying Chen
    • 雑誌名

      Int. J. Ceramic Eng. & Sci.

      巻: 2022 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1002/ces2.10126

    • 関連する報告書
      2021 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] The effect of oxygen impurities on the stability and structural properties of vacancy-ordered and -disordered ZrCx2022

    • 著者名/発表者名
      Theresa Davey, Ying Chen
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 12 号: 6 ページ: 3198-3198

    • DOI

      10.1039/d1ra07768f

    • 関連する報告書
      2021 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] Stability and Thermodynamics Properties of CrFeNiCoMn/Pd High Entropy Alloys from First Principles2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen-Dung Tran, Arkapol Saengdeejing, Ken Suzuki, Hideo Miura, Ying Chen
    • 雑誌名

      J. Phase Equilib. Diffus.

      巻: 42 号: 5 ページ: 606-606

    • DOI

      10.1007/s11669-021-00900-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving Thermodynamic Stability of SmFe12-Type Permanent Magnets from High Entropy Effect2021

    • 著者名/発表者名
      Arkapol Saengdeejing, Ying Chen
    • 雑誌名

      J. Phase Equilib. Diffus.

      巻: 42 号: 5 ページ: 529-529

    • DOI

      10.1007/s11669-021-00894-w

    • 関連する報告書
      2021 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] Sm-Ti binary thermodynamic database and phase diagram2021

    • 著者名/発表者名
      Arkapol Saengdeejing, Ying Chen, Osamu Takeda, Masanori Enoki, Satoshi Sugimoto, Hiroshi Ohtani, Abe Taichi
    • 雑誌名

      Calphad

      巻: 75 ページ: 102357-102357

    • DOI

      10.1016/j.calphad.2021.102357

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability and structural properties of vacancy-ordered and-disordered ZrCx2021

    • 著者名/発表者名
      Theresa Davey, Ken Suzuki, Hideo Miura, Ying Chen
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 11 ページ: 32573-32573

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a prototype thermodynamic database for Nd-Fe-B permanent magnets2021

    • 著者名/発表者名
      Taichi Abe, Masao Morishita, Ying Chen, Arkapol Saengdeejing, Kiyoshi Hashimoto, Yoshinao Kobayashi, Ikuo Ohnuma, Toshiyuki Koyama, Satoshi Hirosawa
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 22 号: 1 ページ: 557-557

    • DOI

      10.1080/14686996.2021.1936627

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First-Principles Investigation on Work Function of Martensitic Carbon Steels: Effect of Interstitial Carbon on Anodic Dissolution Resistance2021

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kadowaki, Arkapol Saengdeejing, Izumi Muto, Ying Chen, Takashi Doi, Kaori Kawano, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 168 号: 11 ページ: 111503-111503

    • DOI

      10.1149/1945-7111/ac3276

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The bonding variation of c-TiAl during deformation2021

    • 著者名/発表者名
      Jinkai Wang, Xin Cui Jianxin Huang, Hao Wang, Zhanpeng Lu, Ying Chen
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 23 号: 6 ページ: 3905-3905

    • DOI

      10.1039/d0cp06395a

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 1.Interplay of Anionic Quasi-Atoms and Interstitial Point Defects in Electrides: Abnormal Interstice Occupation and Colossal Charge State of Point Defects in Dense fcc-Lithium2021

    • 著者名/発表者名
      Leilei Zhang, Qiang Wu, Shourui Li, Yi Sun, Xiaozhen Yan, Ying Chen, and Hua Y. Geng
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interface

      巻: 13 号: 5 ページ: 6130-6139

    • DOI

      10.1021/acsami.0c17095

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First-principles-only CALPHAD phase diagram of the solid aluminium-nickel (Al-Ni) system2020

    • 著者名/発表者名
      Theresa Davey, Nguyen-Dung Tran, Arkapol Saengdeejing, and Ying Chen
    • 雑誌名

      CLAPHAD

      巻: 71 ページ: 102008-102008

    • DOI

      10.1016/j.calphad.2020.102008

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influences of Multicenter Bonding and Interstitial Elements on Twinned γ-TiAl Crystal2020

    • 著者名/発表者名
      Zehang Fu, Jinkai Wang, Hao Wang, Xiaogang Lu, Yanlin He and Ying Chen
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 号: 9 ページ: 2016-2016

    • DOI

      10.3390/ma13092016

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First-principles analysis of the inhibitive effect of interstitial carbon on an active dissolution of martensitic steel2020

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kadowaki, Arkapol Saengdeejin, Izumi Muto, YingChen, Hiroyuki Masuda, Hideki Katayama, Takashi Doi, Kaori Kawano, Hideo Miura, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Corrosion Science

      巻: 163 ページ: 108251-108251

    • DOI

      10.1016/j.corsci.2019.108251

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of Interstitial Nitrogen, Carbon, and Boron in Steel Corrosion: Generation of Oxyanions and Stabilization of Electronic Structure2020

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kadowaki, Arkapol Saengdeejing, Izumi Muto, Ying Chen, Gerald S. Frankel, Takashi Doi, Kaori Kawano, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 167 号: 8 ページ: 081503-081503

    • DOI

      10.1149/1945-7111/ab8926

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Black phosphorene exhibiting negative thermal expansion and negative linear compressibility2019

    • 著者名/発表者名
      Lei Wang, Cong Wang and Ying Chen
    • 雑誌名

      J. Phys.: Condens. Matter.

      巻: 31 号: 46 ページ: 465003-465003

    • DOI

      10.1088/1361-648x/ab3673

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Failure mode in first-principles computational tensile tests of grain boundaries: effects of a bulk-region size, dominant factors, and local-energy and local-stress analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Hao Wang, Masanori Kohyama, Shingo Tanaka, JinKai Wang and Ying Chen
    • 雑誌名

      J. Phys.: Condens. Matter

      巻: 31 号: 9 ページ: 095001-095001

    • DOI

      10.1088/1361-648x/aaf7f2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real Space Cluster Expansion for Total Energies of Pd-Rich PdX (X = Rh, Ru) Alloys, Based on Full-Potential KKR Calculations: An Approach from a Dilute Limit2018

    • 著者名/発表者名
      Chang Liu, Mitsuhiro Asato, Nobuhisa Fujima, Toshiharu Hoshino, Ying Chen and Tetsuo Mohri
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 11 ページ: 1669-1676

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2018194

    • NAID

      40021711574

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interaction Energies Among Rh Impurities in Pd and Solvus Temperatures of Pd-Rich PdRh Alloys2018

    • 著者名/発表者名
      Chang Liu, Mitsuhiro Asato, Nobuhisa Fujima, Toshiharu Hoshino, Ying Chen, Tetsuo Mohri
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 6 ページ: 883-889

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2017409

    • NAID

      130006744085

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2018-06-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optical properties of dense lithium in electride phases by first-principles calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Zheng Yu, Hua Y. Geng, Y. Sun and Ying Chen
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-22168-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Computational phase diagrams for the Nd-based magnets based on the combined ab initio/ CALPHAD approach2018

    • 著者名/発表者名
      Taichi Abe, Ying Chen, Arkapol Saengdeejing and Yoshinao Kobayashi
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 154 ページ: 305-310

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2018.01.030

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ab-Initio Calculations for Solvus Temperatures of Pd-Rich PdRu Alloys: Real-Space Cluster Expansion and Cluster Variation Method2018

    • 著者名/発表者名
      Chang Liu, Mitsuhiro Asato, Nobuhisa Fujima, Toshiharu Hoshino, Ying Chen, Tetsuo Mohri
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 3 ページ: 338-347

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2017292

    • NAID

      130006400695

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanical properties of Fe-rich Si alloy from Hamiltonian2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mohri, Y. Chen, M. Kohyama, S. Ogata, A. Saengdeejing, S.K. Bhattacharya, M. Wakeda, S. Shinzato, H. Kimizuka
    • 雑誌名

      npj Computational Materials-Nature

      巻: 3 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1038/s41524-017-0012-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanical properties of Fe rich Fe-Si alloys: ab initio local bulk-modulus viewpoint2017

    • 著者名/発表者名
      S. Bhattacharya, M. Kohyama1, S. Tanaka1, Y. Shiihara, A. Saengdeejing, Ying Chen and T. Mohri
    • 雑誌名

      Mater. Res. Express

      巻: 4 号: 11 ページ: 116518-116518

    • DOI

      10.1088/2053-1591/aa97a4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] B2-disorder phase boundary calculations in Fe rich region of Fe-Si binary system with tetrahedron approximation of CVM2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kiyokanea, Ying Chen, T. Yamashita Masayasu Nagoshi, Takaaki Iguchi and T. Mohri
    • 雑誌名

      CALPHAD

      巻: 56 ページ: 207-214

    • DOI

      10.1016/j.calphad.2017.01.003

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SmFe12系とSm2Fe17系化合物の第一原理熱力学及び安定性の比較2022

    • 著者名/発表者名
      陳迎, Arkapol Saengdeejing
    • 学会等名
      日本金属学会2022年春期大会 (online, Mar. 13-16, 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Full first-principles calculation of oxygen self-diffusion in ceramic oxides2021

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Hubin Luo, Lei Wang, Tetsuo Mohri
    • 学会等名
      IMAT2021 (St. Louis, USA, Sep. 13-16, 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cu-Au、Cu-Ni系の原子サイズに関する理論的考察2021

    • 著者名/発表者名
      陳迎、堀内寿晃、毛利哲夫
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期大会 (online, Sep. 14-19, 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Stability and phase transition of Cristobalite in SiO22021

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Nguyen-Dung Tran, Hao Wang, Masanori Kohyama, Satoshi Kitaoka, Tetsuo Mohri
    • 学会等名
      TMS 2021 (virtual, Mar. 15-19, 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cu-Au系の原子サイズに関する理論的考察2021

    • 著者名/発表者名
      陳迎, 堀内寿晃, 毛利哲夫
    • 学会等名
      日本金属学会2021年春期大会(virtual, 2021. 3.15-19)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ハイエントロピー合金の安定性と熱力学特性の第一原理計算:CrFeNiCoMnとCrFeNiCoPdの場合2021

    • 著者名/発表者名
      陳迎、Tran Nguyen-Dung、Saengdeejing Arkapol
    • 学会等名
      日本金属学会2021年春期大会(virtual, 2021. 3.15-19)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High entropy alloy effect on stability of potential permanent magnets2020

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Tran Nguyen-Dung and Arkapol Saengdeejing
    • 学会等名
      TMS 2020 (San Diego, USA, Feb. 23-27, 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SiO2におけるCristobalite構造の安定性に関する第一原理計算2020

    • 著者名/発表者名
      陳迎、Tran Nguyen-Dung、北岡諭、毛利哲雄
    • 学会等名
      日本金属学会2020春期大会(東京、2020年3月19-21日)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Exploring regularity of crystal structure based on atomic environment type2019

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen
    • 学会等名
      3rd International Forum on Recent Progress of Materials Informatics Department of Physics (Beijing, China, April 4-5, 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Full First-principles Calculation of Oxygen Self-diffusion in Zirconia2019

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Hubin Luo, Lei Wang, Tetsuo Mohri
    • 学会等名
      The Asian Zirconium Workshop 2019 (Chengdu, China, June 2-5, 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-principles Study of Oxygen Self-diffusion & Thermal Expansion in Zirconia2019

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Hubin Luo, Lei Wang, Tetsuo Mohri
    • 学会等名
      CALPHAD XLVIII Conference (Singapore, June 2-7, 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Playing with Elements for Stability of New Permanent Magnets2019

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Arkapol Saengdeejing
    • 学会等名
      International Workshop on Materials Genomics (IWMG 2019)(Shanghai University, Oct. 13-16, 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Integrated Computational Approach for Materials Genome2019

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen
    • 学会等名
      MGI Seminar at Materials Genome Institute (Shanghai University, China, Mar. 20, 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-principles Study of Oxygen Self-diffusion in Zirconia2018

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Hubin Luo, Lei Wang and Tetsuo Mohri
    • 学会等名
      CALPHAD 2018(Queretaro, Mexico, May 27-Jun 2, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Full first-principles calculation of oxygen self-diffusion and thermal expansion in Zirconia2018

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Hubin Luo, Lei Wang and Tetsuo Mohri
    • 学会等名
      ICM3-2018 (Xi'an, China, July 1-5, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-principles analysis of stability in RFe12-based compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen and Arkapol Saengdeejing
    • 学会等名
      REPM-2018 (Beijing, China, Aug. 26-30, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ZrO2の酸素原子の自己拡散係数と熱膨張の完全第一原理計算2018

    • 著者名/発表者名
      陳迎、王蕾、毛利哲雄
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期大会(仙台、2018年9月19-21日)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles calculation of self-diffusion of oxygen in zirconia (Invited)2018

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, H. Luo and T. Mohri
    • 学会等名
      TMS2018 (Phoenix, USA, March 12-15, 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability and Effects of Substitutional Elements in NdFe12-based Compounds (Invited)2018

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen and A. Saengdeejing
    • 学会等名
      TMS2018 (Phoenix, USA, March 12-15, 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Integrated study of mechanical properties and analysis of free energy calculation of Si-steel (keynote)2017

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, A. Saengdeejing and T. Mohri
    • 学会等名
      Steelsim2017 (Qingdao, Chnia, Aug. 16-18, 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-principles Modeling of Several Functional Oxides (Invited)2017

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, A. Saengdeejing, T. Mohri and S. Iwata
    • 学会等名
      TOEO 10 (Waseda, Tokyo, July 3-5, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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