| 研究課題/領域番号 |
18H01143
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
宮崎 剛 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (50354147)
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| 研究分担者 |
中田 彩子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (20595152)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 大規模DFT計算 / ナノ物質 / ナノ粒子触媒 / 物性理論 / 量子化学 / 第一原理計算 / ナノ構造物質 / 触媒 / ナノ粒子 / 物性物理 / 理論化学 / 大規模第一原理計算 / オーダーN法 / 分子動力学 / ナノ微粒子触媒 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高精度局在基底による第一原理計算を高効率で実現するマルチサイト法を第一原理分子動力学で高効率に用いる手法を開発し、通常の計算手法では扱うことが不可能であった超大規模系に対する全原子第一原理分子動力学とそれに基づく反応解析などを可能とした。作成されたプログラムはオーダーN法第一原理計算プログラムCONQUESTに導入された。本計算手法は様々な物質群に適用され、非周期系の構造探索、抗がん剤分子の水溶媒中の反応性、強誘電体中における複雑なドメイン構造の原子スケールでの構造と電子状態の解明等に用いられた。プログラムCONQUESTは2020年1月にMITライセンスで一般に公開された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
通常の第一原理分子動力学では扱える系が小さいという制約があり、今までは整然と原子が並んだ固体中の現象や比較的単純な分子の反応が主なターゲットであった。本研究によって開発された大規模第一原理分子動力学手法によって、今まで扱うことが困難であった強誘電体の複雑な分域構造やアモルファスなどの非周期構造に対して高精度の第一原理分子動力学にもとづいた研究が可能となったことは学術的意義が高い。また、開発されたプログラムは一般の研究者が無償で使えるように公開された。このことによる波及効果も今後期待できると考えている。
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