| 研究領域 | ２．５次元物質科学：社会変革に向けた物質科学のパラダイムシフト |
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| 研究課題/領域番号 |
24H01198
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
加藤 幸一郎 九州大学, 工学研究院, 教授 (30888889)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2025年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | マテリアルズインフォマティクス / 第一原理計算 / ベイズ最適化 / ２次元材料 / モアレ超格子 / データ科学 / 2次元材料 / ファンデルワールスヘテロ構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、モアレ超格子の基礎理論 (特に有効連続体理論) に着目し、①第一原理計算・多目的最適化を連動させることで、これまで検討されてこなかった2.5次元物質を対象とした新たなモアレ超格子の探索を進め、②探索段階で蓄積したデータを用いた説明可能AIによってモアレ超格子の物性支配因子の抽出を目指す。本研究では“積層位置の微小ずらしによるエネルギーや電子状態の変調”に着目したデータ駆動型研究により新奇2.5次元物質モアレ超格子の探索と物性支配因子の抽出を実現する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、モアレ超格子の基礎理論 (特に有効連続体理論) に着目し、①第一原理計算・多目的最適化を連動させることで、これまで検討されてこなかった2.5次元物質を対象とした新たなモアレ超格子の探索を進め、②探索段階で蓄積したデータを用いた説明可能AIによってモアレ超格子の物性支配因子の抽出を目指している。
今年度は、２層の遷移金属ダイカルコゲナイド系を対象に、2つの代理指標に着目した多目的最適化により、「モアレの影響」を強く受けることが期待される2.5次元物質の探索を行った。2つの代理指標は、有効連続体模型から着想を得た(i)微小ずらし積層構造におけるエネルギー差(ii)微小ずらし積層構造における価電子帯上端のスピン軌道相互作用によるバンド分裂幅の変化量である。これらは、ずらし方を変化させた複数の微小ずらし積層構造に対する第一原理計算から算出可能である。第一原理計算で得たこれらの代理指標を用いた多目的最適化により、有望材料の探索に成功し、電子状態などの詳細解析を進めている。次年度は、詳細解析をまとめるとともに、多目的最適化の過程で得られたデータを使用した説明可能AIを構築し、モアレ超格子の物性支配因子の探索を行う。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画に従って計算・検証・データ蓄積がおおむね進んでおり、多目的最適化によってモアレの影響を強く受けることが期待される有望材料が得られている。さらに、次年度に向けた準備も順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、研究計画に従って多目的最適化で得られた有望材料の電子状態等の詳細解析を進める。さらに、多目的最適化の過程で得られたデータを用いた説明可能AIを構築し、モアレ超格子の物性支配因子の抽出も行う。
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