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2020 年度 実績報告書

3次元電子正孔系におけるポリ励起子相出現可能性の理論的解明 (国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0097
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 – 2020
キーワード計算物理 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 物性理論 / 量子エレクトロニクス / 光物性
研究実績の概要

ナノ・フォトニクスの機能性を狙う物質中励起子物性の数値的理論的解明を目的として、国際的にも研究進展の急激な遷移金属化合物系層状物質を対象とした研究を進めてきた。英国ランカスター大学・物理学科のNeil D. Drummond講師グループを受入先として、密度/有効質量/運動空間の次元性/量子統計性といった「舞台設定」の違いで、励起子相にどういった多様性(気相/分子相/結晶相)が生じるかという観点から「励起子相の大域的相図解明」に取り組んだ。平成30年度から2カ年度で、それぞれの年度に半年ずつの現地滞在を行った。2019年秋に現地滞在を終え、研究課題にかかる直接的成果としては、滞在先研究者との2報の共著原著論文(それぞれTop5%, Top10%)を残すことができた。本事業による長期滞在を通じ、報告者研究室所属学生の来訪設定などに取り組んだ結果、これら学生を介在させた協働が進んだ。2020年度は、当該方法論に関連した研究展開として、「1/米国協働先のアプリQMCPackによる応用展開」、「2/イタリア協働先のアプリTurboRVBによる方法論深化」、「3/英国協働先とのフォノン物性シミュレーションを用いた展開」の3つの方向性を提起し、これらに沿って研究を進めた。(1)に関しては、本研究室学生から協働先の博士研究員として転出した市場博士を通じ、複数の協働プロジェクトが走っており、そのうちの1つはジャーナル投稿済となっている。(2)に関しては、研究室メンバーの中野助教が海外学振制度で協働先に長期滞在しており、既に1報の原著論文が採録決定済の成果をあげている。(3)についても1報の原著論文が採録決定済である。(2)の課題については、その研究計画を発展させ、2021年度の科研費獲得に繋がっている。

備考

その他の主な海外共同研究者:
ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所(英国): アルファ・リー博士グループ、ユンウェイ・ザン博士(2019.9.2~2019.9.7) オークリッジ国立研究所(米国):フェルナンド・レボレド博士グループ、市場友宏博士(2020.3.7~2020.3.12)

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 8件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 18件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ランカスター大学(英国)2018

    • 年月日
      2018-04-01 – 2018-10-01 | 2019-04-262019-05-19 | 2019-06-262019-08-01 | 2019-08-092019-08-18 | 2019-08-222019-10-28 | 2019-11-162019-11-23
    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ランカスター大学
    • 主な海外共同研究者名
      Neil Drummond
    • 部局
      物理学科
    • 職名
      講師
  • [雑誌論文] Intrinsic carbon-doping induced synthesis of oxygen vacancies-mediated TiO2 nanocrystals: Enhanced photocatalytic NO removal performance and mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Gu Zhanyong、Cui Zhitao、Wang Zijing、Sinkou Qin Ken、Asakura Yusuke、Hasegawa Takuya、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Yin Shu
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 393 ページ: 179~189

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2020.11.025

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, Electronic Structure, and Physical Properties of Layered Oxypnictides Sr2ScCrAsO3 and Ba3Sc2Cr2As2O52021

    • 著者名/発表者名
      Pavan Kumar Naik Sugali、Iwasa Yuki、Kuramochi Kenta、Ichihara Yoshihisa、Kishio Kohji、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Nishio Taichiro、Ogino Hiraku
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 ページ: 1930~1936

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03404

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploring Heat-Shielding Nanoparticle-Based Materials via First-Principles Calculations and Transfer Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Tomohiro、Maezono Ryo、Hongo Kenta
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 4 ページ: 1932~1939

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c03298

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GaN bandgap bias caused by semi-core treatment in pseudopotentials analyzed by the diffusion Monte Carlo method2021

    • 著者名/発表者名
      Nikaido Yutaka、Ichibha Tom、Nakano Kousuke、Hongo Kenta、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 11 ページ: 025225:1~7

    • DOI

      10.1063/5.0035047

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Insights into the Mechanical and Electrical Properties of a Metal-Phosphorene Interface: An Ab Initio Study with a Wide Range of Metals2021

    • 著者名/発表者名
      Ghaffar Abdul、Ganeriwala Mohit D.、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Mohapatra Nihar R.
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 ページ: 7795~7803

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c06255

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Atomic forces by quantum Monte Carlo: Application to phonon dispersion calculations2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Kousuke、Morresi Tommaso、Casula Michele、Maezono Ryo、Sorella Sandro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 ページ: L121110:1~7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.L121110

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A quantum annealing approach to ionic diffusion in solids2021

    • 著者名/発表者名
      Utimula Keishu、Ichibha Tom、Prayogo Genki I.、Hongo Kenta、Nakano Kousuke、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 7261:1~8

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86274-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stochastic Estimations of the Total Number of Classes for a Clustering having Extremely Large Samples to be Included in the Clustering Engine2021

    • 著者名/発表者名
      Utimula Keishu、Prayogo Genki I.、Nakano Kousuke、Hongo Kenta、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      Advanced Theory and Simulations

      巻: - ページ: 2000301:1~8

    • DOI

      10.1002/adts.202000301

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemical Properties and Crystal Structure of Li+/H+ Cation-Exchanged LiNiO22020

    • 著者名/発表者名
      Toma Takahiro、Maezono Ryo、Hongo Kenta
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 3 ページ: 4078~4087

    • DOI

      10.1021/acsaem.0c00602

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Speeding up ab initio diffusion Monte Carlo simulations by a smart lattice regularization2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Kousuke、Maezono Ryo、Sorella Sandro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 ページ: 155106:1~12

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.155106

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synergy of Binary Substitutions for Improving the Cycle Performance in LiNiO2 Revealed by Ab Initio Materials Informatics2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Tomohiro、Maezono Ryo、Hongo Kenta
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 ページ: 13403~13408

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c01649

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine‐Learning Clustering Technique Applied to Powder X‐Ray Diffraction Patterns to Distinguish Compositions of ThMn12 ‐Type Alloys2020

    • 著者名/発表者名
      Utimula Keishu、Hunkao Rutchapon、Yano Masao、Kimoto Hiroyuki、Hongo Kenta、Kawaguchi Shogo、Suwanna Sujin、Maezono Ryo
    • 雑誌名

      Advanced Theory and Simulations

      巻: 3 ページ: 2000039:1~9

    • DOI

      10.1002/adts.202000039

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Boron phosphide as a p-type transparent conductor: Optical absorption and transport through electron-phonon coupling2020

    • 著者名/発表者名
      Ha Viet-Anh、Karasulu Bora、Maezono Ryo、Brunin Guillaume、Varley Joel Basile、Rignanese Gian-Marco、Monserrat Bartomeu、Hautier Geoffroy
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 4 ページ: 065401:1~8

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.4.065401

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] New layered perovskite family built from [CeTa2O7]-layers: coloring mechanism from unique multi-transitions2020

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Takuya、Shigee Atsushi、Nishiwaki Yoshinori、Nagasako Makoto、Hanindriyo Adie Tri、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Ueda Tadaharu、Yin Shu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 ページ: 8591~8594

    • DOI

      10.1039/D0CC03466E

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intrinsic electronic defect states of anatase using density functional theory2020

    • 著者名/発表者名
      Raghav Abhishek、Tri Hanindriyo Adie、Utimula Keishu、Abbasnejad Mohaddeseh、Maezono Ryo、Panda Emila
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 184 ページ: 109925:1~10

    • DOI

      10.1016/j.commatsci.2020.109925

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Octahedral morphology of NiO with (111) facet synthesized from the transformation of NiOHCl for the NOx detection and degradation: experiment and DFT calculation2020

    • 著者名/発表者名
      Hermawan Angga、Hanindriyo Adie Tri、Ramadhan Erland Rachmad、Asakura Yusuke、Hasegawa Takuya、Hongo Kenta、Inada Miki、Maezono Ryo、Yin Shu
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Frontiers

      巻: 7 ページ: 3431~3442

    • DOI

      10.1039/D0QI00682C

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ab Initio Evaluation of Complexation Energies for Cyclodextrin-Drug Inclusion Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Oqmhula Kenji、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Ichibha Tom
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 ページ: 19371~19376

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c01059

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbon vacancies and hydroxyls in graphitic carbon nitride: Promoted photocatalytic NO removal activity and mechanism2020

    • 著者名/発表者名
      Gu Zhanyong、Cui Zhitao、Wang Zijing、Qin Ken Sinkou、Asakura Yusuke、Hasegawa Takuya、Tsukuda Satoshi、Hongo Kenta、Maezono Ryo、Yin Shu
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 279 ページ: 119376:1~11

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2020.119376

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] やってみて理解したシミュレーション協働教育2021

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      第34期CAMMフォーラム本例会(社団法人 企業研究会)
    • 招待講演
  • [学会発表] マテリアルズ・インフォマティクスの事例2021

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      科研費新学術領域「複合アニオン化合物の創製と新機能」Webセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理計算を用いて物性量を推定する仕組み2021

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年会基礎セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理量子モンテカルロ法を用いた量子多体系の研究2020

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      東京大学物性研究所短期研究会「量子多体計算と第一原理計算の新展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] Materials Informatics for high-thermal conductivity in polymers2020

    • 著者名/発表者名
      R. Maezono
    • 学会等名
      The 7th International Symposium for Green-Innovation Polymers (GRIP2020)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 材料系シミュレーションにおける自作クラスタの活用2020

    • 著者名/発表者名
      前園涼
    • 学会等名
      オープンCAE・FrontISTR合同シンポジウム
    • 招待講演
  • [図書] マテリアルズ・インフォマティクス開発事例最前線 第3編第4節 (伊藤聡・監修)2021

    • 著者名/発表者名
      本郷 研太、室野 隆博、前園 涼
    • 総ページ数
      284
    • 出版者
      NTS出版
    • ISBN
      9784860437084
  • [図書] 複合アニオン化合物の科学 第5章 (陰山 洋、荻野 拓、長谷川 哲也編)2021

    • 著者名/発表者名
      前園 涼、本郷 研太、桑原 彰秀、越智 正之
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621306109
  • [図書] 動かして理解する第一原理電子状態計算2020

    • 著者名/発表者名
      前園 涼、市場 友宏
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      9784627170315
  • [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/homepage2019/index.html#

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公開日: 2021-12-27  

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