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第一原理計算に基づく高イオン伝導結晶のアーキテクチャ

研究課題

研究課題/領域番号 24656370
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 金属物性
研究機関京都大学

研究代表者

田中 功  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70183861)

連携研究者 世古 敦人  京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (10452319)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード第一原理計算 / 高イオン伝導結晶 / 酸化物固溶体 / 統計熱力学 / 分子動力学法
研究概要

本研究では,大規模計算によって,高イオン導電結晶を系統的に探索することを究極の目的として,必要な方法論の開発を行った.具体的には,希土類元素を固溶させたBi2O3擬二元系10種類およびLISICON系化合物72種類について、多数の高精度第一原理計算を多重実行し,拡散係数の評価,最安定構造の探索,形成自由エネルギーの評価,規則不規則転移温度の評価を行った.その結果、イオン伝導度と規則不規則転移温度との相関から、高イオン伝導度が期待される系を予測した.またLISICON系においては,それらの結果を用いて機械学習手法により高イオン伝導度が期待される化合物を予測した.

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件)

  • [雑誌論文] Proton incorporation and trapping in ZrO2 grain boundaries2014

    • 著者名/発表者名
      Dawson, James A.; Tanaka, Isao
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: Vol.2 ページ: 1400-1408

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accelerated Materials Design of Lithium Superionic Conductors Based on First-Principles Calculations and Machine Learning Algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Fujimura, Koji; Seko, Atsuto; Koyama, Yukinori; Kuwabara, Akihide; Kishida, Ippei; Shitara, Kazuki; Fisher, Craig A. J.; Moriwake, Hiroki and Tanaka, Isao
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: Vol.3 ページ: 980-985

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accelerated Materials Design of Lithium Superionic Conductors Based on First-Principles Calculations and Machine Learning Algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Fujimura, Koji; Seko, Atsuto; Koyama, Yukinori; et al.
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: 3 号: 8 ページ: 980-985

    • DOI

      10.1002/aenm.201300060

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles molecular dynamics study for average structure and oxygen diffusivity at high temperature in cubic Bi2O32012

    • 著者名/発表者名
      A. Seko, Y. Koyama, A. Matsumoto and I. Tanaka
    • 雑誌名

      J. Phys.: Condens. Matter

      巻: 24 号: 47 ページ: 475402-475402

    • DOI

      10.1088/0953-8984/24/47/475402

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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