ユニバーサルな点欠陥形成エネルギーの高精度予測と材料探索への応用

• 研究課題/領域番号: 25K01486
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26010:金属材料物性関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 熊谷 悠 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00722464)
• 研究分担者: 清原 慎 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (20971881) ; 松崎 功佑 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40571500)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2025年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
• キーワード: 点欠陥 / 計算材料データベース / 機械学習

研究開始時の研究の概要

ユニバーサルな点欠陥形成エネルギー予測を実現するため、効率的な機械学習手法の開発と自動計算体制の構築を進める。少数の第一原理計算で高精度な予測を可能にするため、酸素空孔データベースを用いたサンプリングとニューラルネットワークによる学習、クラスタリングを反復的に行う。また、点欠陥の構造とエネルギーの両方を予測できる機械学習ポテンシャルの導入も検討し、従来手法と比較してその有効性を評価する。さらに、格子間を含む多数の第一原理計算を自動化するため、既存の自動計算プログラムを拡張する。これらの取り組みにより、材料探索や合成・評価につながる普遍的な予測基盤の構築を目指す。