実験グループへの技術移転を目指した新規複合アニオン物質の電子状態計算協働教育

• 研究領域: 複合アニオン化合物の創製と新機能
• 研究課題/領域番号: 17H05478
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 前園 涼 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40354146)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: 第一原理計算 / 技術移転 / 人材育成 / フォノン計算 / 電子状態計算 / 層状物 / 層状物質

研究実績の概要

第一原理電子状態計算による基礎物性解析(状態密度解析、分散図解析、格子振動解析)は、物性解析における「枯れた解析技術」として定着が急速に進んでいる。申請者の此迄の研究により、スパコンなど大規模計算機上に手順が十分にルーチン化され整備されている。本研究では、申請者らが産学連携や外部協働を通じて培った遠隔サーバ利用促進と実験実務者向けの教程を活用し、領域内で合成に取組む若手研究者を対象に、解析ルーチンと遠隔利用技術を指導/普及させ、新規複合アニオン物質に対し、現場の合成実験家が、いち早く自らの手で電子状態計算解析も含めて世界で最初に発信できるよう技術移転を図ってきた。基盤研究との徹底した差別化を意識し、理論方法論としての独創性追求は別資金プロジェクトに押し込め、定形の基礎物性計算(全協働に共通するバンド分散/フェルミ面/フォノン分散/構造安定性といった評価)を「理論研究からスピンアウトすべきツール」とプラグマティックに捉え、「理論家の手を離れても自律的に廻る技術移転」を目標に据えた。別主務(実験)を持つ研究者が、副テーマとして計算に携わる際のモチベーション維持の重要性を考慮し、そのための仕掛けや、サーバ・ログ管理教育に一定の重点を置いて研究を遂行した。これまでに、電子状態計算チュートリアルワークショップを、国内2件(JAIST開催、領域内から9名の参加[東工大/京大/東大])、海外で2件(イタリア/インド開催、領域内から2名の参加[京大])開催し、実験グループ学生のシミュレーション実習機会を提供した。H29年度末の領域シンポジウムでは、若手スクールにて電子状態計算の利用法を中心とした講演を行った。申請時から大きく協働の幅が拡がり、すでに8報の共著原著論文が採録済となっている。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure analysis and evidence of mixed anion coordination at the Ce3+ site in Y3Al2(Al,Si)3(O,N)12 oxynitride garnet phosphor (2019)
  • 著者名/発表者名: Asami Kazuki、Shiraiwa Masahiro、Ueda Jumpei、Fujii Kotaro、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Brik Mikhail G.、Yashima Masatomo、Tanabe Setsuhisa
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 7 号: 5 ページ: 1330-1336
  • DOI: 10.1039/c8tc04980g
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A new ab initio modeling scheme for the ion self-diffusion coefficient applied to the ε-Cu3Sn phase of the Cu-Sn alloy (2019)
  • 著者名/発表者名: Ichibha Tom、Prayogo Genki、Hongo Kenta、Maezono Ryo
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 21 号: 9 ページ: 5158-5164
  • DOI: 10.1039/c8cp06271d
  • NAID: 130008155471
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] First-principles anharmonic vibrational study of the structure of calcium silicate perovskite under lower mantle conditions (2019)
  • 著者名/発表者名: Prentice Joseph C. A.、Maezono Ryo、Needs R. J.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 99 号: 6 ページ: 64101-64101
  • DOI: 10.1103/physrevb.99.064101
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-Pressure Synthesis of A2NiO2Ag2Se2 (A=Sr, Ba) with a High-Spin Ni2+ in Square-Planar Coordination (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Yuki、Yamamoto Takafumi、Nakano Kousuke、Takatsu Hiroshi、Murakami Taito、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Ogino Hiraku、Song Dongjoon、Brown Craig M.、Tassel Cedric、Kageyama Hiroshi
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 58 号: 3 ページ: 756-759
  • DOI: 10.1002/anie.201810161
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Light Absorption Properties and Electronic Band Structures of Lead Titanium Oxyfluoride Photocatalysts Pb2Ti4O9F2 and Pb2Ti2O5.4F1.2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Wakayama Haruki、Utimula Keishu、Ichibha Tom、Kuriki Ryo、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Oka Kengo、Maeda Kazuhiko
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 122 号: 46 ページ: 26506-26511
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b08953
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bandgap reduction of photocatalytic TiO2 nanotube by Cu doping (2018)
  • 著者名/発表者名: Gharaei S. Khajoei、Abbasnejad M.、Maezono Ryo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 14192-14192
  • DOI: 10.1038/s41598-018-32130-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantum Monte Carlo calculations of energy gaps from first principles (2018)
  • 著者名/発表者名: Hunt R. J.、Szyniszewski M.、Prayogo G. I.、Maezono R.、Drummond N. D.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 98 号: 7 ページ: 75122-75122
  • DOI: 10.1103/physrevb.98.075122
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of persistent phosphor of Eu2+ doped Ba2SiO4 by Er3+ codoping based on vacuum referred binding energy diagram (2018)
  • 著者名/発表者名: Asami Kazuki、Ueda Jumpei、Yasuda Kotaro、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Brik Mikhail G.、Tanabe Setsuhisa
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: 84 ページ: 436-441
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2018.07.021
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Host-Guest Interactions of Plumbagin with β-Cyclodextrin, Dimethyl-β-Cyclodextrin and Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin: Semi-Empirical Quantum Mechanical PM6 and PM7 Methods (2018)
  • 著者名/発表者名: Srihakulung Ornin、Maezono Ryo、Toochinda Pisanu、Kongprawechnon Waree、Intarapanich Apichart、Lawtrakul and Luckhana
  • 雑誌名: Scientia Pharmaceutica 巻: 86 号: 2 ページ: 20-20
  • DOI: 10.3390/scipharm86020020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Stable, Narrow-Gap Oxyfluoride Photocatalyst for Visible-Light Hydrogen Evolution and Carbon Dioxide Reduction (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuriki Ryo、Ichibha Tom、Hongo Kenta、Lu Daling、Maezono Ryo、Kageyama Hiroshi、Ishitani Osamu、Oka Kengo、Maeda Kazuhiko
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 140 号: 21 ページ: 6648-6655
  • DOI: 10.1021/jacs.8b02822
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Undoped Layered Perovskite Oxynitride Li2LaTa2O6N for Photocatalytic CO2 Reduction with Visible Light (2018)
  • 著者名/発表者名: Oshima, T.、 Ichibha, T、Qin K, S、Muraoka, K.、Vequizo, J. J. M.、Hibino, K.、Kuriki, R.、Yamashita, S.、Hongo, K.、Uchiyama, T.、Fujii, K.、Lu, D.、Maezono, R.、Yamakata, A.、Kato, H.、Kimoto, K.、Yashima, M.、Uchimoto, Y.、Kakihana, M.、Ishitani, O.、Kageyama, H.、Maeda, K.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 57 号: 27 ページ: 8154-8158
  • DOI: 10.1002/anie.201803931
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stabilization Mechanism of the Tetragonal Structure in a Hydrothermally Synthesized BaTiO3 Nanocrystal (2018)
  • 著者名/発表者名: Hongo Kenta、Kurata Sinji、Jomphoak Apichai、Inada Miki、Hayashi Katsuro、Maezono Ryo
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 57 号: 9 ページ: 5413-5419
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b00381
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stable structure of OH-substituted BaTiO3 nanocrystals fabricated by hydrothermal precipitation method (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Hongo, S. Kurata, A. Jomphoak, M. Inada, K. Hayashi, R. Maezono
  • 雑誌名: Inorg. Chem.(IF = 4.857) 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adhesion of electrodes on diamond (111) surface: A DFT study (2018)
  • 著者名/発表者名: Ichibha Tom、Hongo Kenta、Motochi I.、Makau N.W.、Amolo G.O.、Maezono Ryo
  • 雑誌名: Diamond & Related Materials 巻: 81 ページ: 168-175
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2017.12.008
  • NAID: 120006489998
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Density Functional Theory Simulations of Aluminium Alkoxide and Fluoride (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Jomphoak, T. Onjun, K. Hongo, R. Maezono,
  • 雑誌名: Int. J. New Tech. Res. (IJNTR)(IF = 2.254) 巻: 3 ページ: 12-14
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Valence Band Engineering of Layered Bismuth Oxyhalides toward Stable Visible-Light Water Splitting: Madelung Site Potential Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Kato Daichi、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Higashi Masanobu、Kunioku Hironobu、Yabuuchi Masayoshi、Suzuki Hajime、Okajima Hiroyuki、Zhong Chengchao、Nakano Kousuke、Abe Ryu、Kageyama Hiroshi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 号: 51 ページ: 18725-18731
  • DOI: 10.1021/jacs.7b11497
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation into Structural Phase Transitions in Layered Titanium-Oxypnictides by a Computational Phonon Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakano Kousuke、Hongo Kenta、Maezono Ryo
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 56 号: 22 ページ: 13732-13740
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b01709
  • NAID: 120006489999
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A computational scheme to evaluate Hamaker constants of molecules with practical size and anisotropy (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Hongo and R. Maezono
  • 雑誌名: J. Chem. Theory Comput.(IF = 5.39) 巻: 13 ページ: 5217-5230
  • NAID: 120006489997
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diffusion quantum Monte Carlo study of excitonic complexes in two-dimensional transition-metal dichalcogenides (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Mostaani, M. Szyniszewski, C.H. Price, R. Maezono, M. Danovich, N.D. Drummond, and V.I. Fal’ko
  • 雑誌名: Phys. Rev.(IF = 3.767) 巻: 96 号: 7
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.075431
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of endohedral confinement of atoms on structural and dynamical properties of the C 60 fullerene (2017)
  • 著者名/発表者名: Etindele A.J.、Maezono R.、Melingui Melono R.L.、Motapon O.
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters(IF = 1.815) 巻: 685 ページ: 395-400
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2017.07.074
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New Insight into the Ground State of FePc: A Diffusion Monte Carlo Study (2017)
  • 著者名/発表者名: Ichibha Tom、Hou Zhufeng、Hongo Kenta、Maezono Ryo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/s41598-017-01668-6
  • NAID: 120006490001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Computational Design of Ni-Zn Based Catalyst for Direct Hydrazine Fuel Cell Catalyst Using Density Functional Theory (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanindriyo Adie Tri、Prawira T.B.M. Yusuf Yuda、Agusta Mohammad Kemal、Maezono Ryo、Dipojono Hermawan K.
  • 雑誌名: Procedia Eng.(IF = 0.73) 巻: 170 ページ: 148-153
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2017.03.034
  • NAID: 120006718478
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantum Monte Carlo study of the energetics of rutile, anatase, brookite and columbite TiO2 polymorphs (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Trail, B. Monserrat, P.L. Rios, R. Maezono, and R.J. Needs
  • 雑誌名: Phys. Rev. B. (Rapid Communications)(accepted/2017). (IF = 5.1) 巻: 95 号: 12
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.121108
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bayesian molecular design with a chemical language model (2017)
  • 著者名/発表者名: Ikebata, H., Hongo, K., Isomura, T., Maezono, R., Yoshida, R.
  • 雑誌名: Journal of Computer-Aided Molecular Design 巻: 31 号: 4 ページ: 379-391
  • DOI: 10.1007/s10822-016-0008-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selectivity of CO and NO adsorption on ZnO (0002) surfaces: A DFT investigation (2017)
  • 著者名/発表者名: Nugraha、Saputro Adhitya Gandaryus、Agusta Mohammad Kemal、Yuliarto Brian、Dipojono Hermawan K.、Rusydi Febdian、Maezono Ryo
  • 雑誌名: Applied Surface Science(IF = 3.150) 巻: 410 ページ: 373-382
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.03.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Machine learning clustering technique applied to X-ray diffraction patterns to distinguish alloy substitutions (2019)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: WOS AOARD/seminar on Computational Materials Science
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Machine learning clustering technique applied to X-ray diffraction patterns to distinguish alloy substitutions (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: 20th International Union of Materials Research Societies International Conference in Asia (IUMRS-ICA)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Machine learning clustering technique applied to X-ray diffraction patterns to distinguish alloy substitutions (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: European Advanced Materials Congress, International Association of Advanced Materials (IAAM)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Machine learning clustering technique applied to X-ray diffraction patterns to distinguish alloy substitutions (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: XXXI IUPAP Conference on Computational Physics (CCP2019)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Machine learning clustering technique applied to X-ray diffraction patterns to distinguish alloy substitutions (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: 23rd International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE23)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Difficulty to capture non-additive enhancement of stacking energy by conventional ab initio methods (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono, K.S. Qin, T. Ichibha, K. Hongo
  • 学会等名: CECAM Workshops "Improving the accuracy of ab-initio predictions for materials
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Post Analyses of QMC Markov Chains Revisited (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Ichibha, K. Hongo, R. Maezono, A.J.W. Thom
  • 学会等名: CECAM Workshops "Improving the accuracy of ab-initio predictions for materials
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Computational phonon analysis applied to ThCr2Si2-type compounds (2018)
  • 著者名/発表者名: Aniwat Kesorn, K. Utimula, K. Hongo, R. Maezono
  • 学会等名: 12th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications (CMCEE)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High Performance Computing and Materials Simulations (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: Invited talk at NECTEC (National Institute of Electronics and Comunication Technology)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent progresses of Materials Informatics (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: Seminar talk at Faculty of Science (Physics and Chemistry)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Computational Approach to Material Design (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: 3rd RSU National and International Research Conference on Science and Technology, Social Science, and Humanities 2018 (RSUSSH 2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 第一原理計算の産業応用に関する現状 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: (公財)計算科学振興財団主催・第2回産業用クラウドスパコン利用推進協力会
  • 招待講演
• [学会発表] 第一原理計算の「おさえどころ」と「はじめかた」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 研費新学術領域「複合アニオン化合物の創製と新機能」第3回若手スクール
  • 招待講演
• [学会発表] 第一原理計算の産業応用と材料情報学展開 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: (公財)石川県産業創出支援機構・石川県次世代産業育成講座・新技術セミナー、先端素材産業におけるシミュレーション技術の活用(最先端バーチャル設計技術がもたらす第4次産業革命)
  • 招待講演
• [学会発表] 実験研究者を対象とした第一原理計算の技術移転に対する取組み (2017)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 金属材料研究所講演会「中性子科学研究におけるJ-PARCとJRR-3の相補利用」
  • 招待講演
• [学会発表] 量子モンテカルロ法による電子状態計算 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 第7回量子化学スクール～基礎理論と複雑分子系の理論～ ポスト「京」重点課題5：量子化学/計算物質科学人材育成コンソーシアム
  • 招待講演
• [学会発表] Computational Approach to Material Design (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Maezono
  • 学会等名: BICON-2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phonon-induced superlattice structures in titanium-oxypnictides superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Nakano, K. Hongo and R. Maezono(presenter)
  • 学会等名: 10th International Conference on Magnetic and Superconducting Materials (MSM17)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phonon-induced superlattice structures in titanium-oxypnictides superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Nakano, K. Hongo and R. Maezono(presenter)
  • 学会等名: The 9th Conference of the Asian Consortium on Computational Materials Science (ACCM-9)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 物質材料シミュレーションの垂直展開に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 第30期CAMMフォーラム本例会(社団法人 企業研究会)
  • 招待講演
• [図書] 自作PCクラスタ超入門 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前園 涼
  • 総ページ数: 176
  • 出版者: 森北出版
  • ISBN: 9784627818217
• [備考] 北陸先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科前園研究室ホームページ
  • URL: http://www.jaist.ac.jp/is/labs/maezono-lab/wiki/index.php
• [産業財産権] リチウムイオン二次電池用正極活物質の置換元素の評価方法 (2018)
  • 発明者名: 吉田 智大、前園 涼、本郷 研太
  • 権利者名: 北陸先端科学技術大学院大学、住友金属鉱山株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-237675
  • 出願年月日: 2018