• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

データ駆動型マテリアルデザインによる新奇高エントロピー合金材料の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K04926
研究機関東京大学

研究代表者

福島 鉄也  東京大学, 物性研究所, 特任准教授 (00506892)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードデータ駆動型マテリアルデザイン / 高エントロピー合金 / KKRグリーン関数法 / コヒーレントポテンシャル近似
研究実績の概要

本研究課題では、KKRグリーン関数法に立脚した高速・大規模電子状態計算手法とデータ科学を組み合わせた独自のデータ駆動型マテリアルデザイン環境を開発し、新・高機能を有する高エントロピー合金材料の探索を行う。結晶格子上で多種類原子がランダムに分布した高エントロピー合金を対象に、KKRグリーン関数法 + コヒーレントポテンシャル近似(CPA)を適用することで、電子状態・磁気特性・伝導特性から成る高精度の多次元物性データベースの構築を目的とする。
我々は、数年に渡り「AkaiKKR」パッケージを用いた自動計算に取り組んできた。前年度は4元高エントロピー合金を対象に、スーパーコンピューター「富岳」を積極的に利用することで、約15万件のデータを創出し頻出パターンマイニングや回帰手法により合金の電気伝導法則を発見している。
本年度は、自動計算ツールの安定化・高速化に注力した。さらに、材料空間を5元高エントロピー合金に拡張することで、約100万件に上る物性データベースの構築に成功した。このような不規則系合金の磁気・伝導特性を含むデータベースは世界には存在せず、材料探索や物性発現のメカニズムを解明する際に、非常に重要なものとなっている。
今後は、得られた物性データベースからモデリングと特徴量抽出手法により物性支配因子を推定し、「物性・機能」→「材料」に至る逆問題を効率よく解くことで、新・高機能高エントロピー合金のデザインを推進する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Physics-informed machine learning combining experiment and simulation for the design of neodymium-iron-boron permanent magnets with reduced critical-elements content2023

    • 著者名/発表者名
      Kovacs Alexander、Fischbacher Johann、Oezelt Harald、Kornell Alexander、Ali Qais、Gusenbauer Markus、Yano Masao、Sakuma Noritsugu、Kinoshita Akihito、Shoji Tetsuya、Kato Akira、Hong Yuan、Grenier Stephane、Devillers Thibaut、Dempsey Nora M.、Fukushima Tetsuya、Akai Hisazumi、Kawashima Naoki、Miyake Takashi、et al.
    • 雑誌名

      Frontiers in Materials

      巻: 9 ページ: 1094055/1-19

    • DOI

      10.3389/fmats.2022.1094055

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of electron-phonon scattering on thermoelectric properties of intermetallic compounds XSi (X = Co, Rh)2023

    • 著者名/発表者名
      Nam Ho Ngoc、Suzuki Katsuhiro、Masago Akira、Shinya Hikari、Fukushima Tetsuya、Sato Kazunori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 ページ: 020904/1-6

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acb97a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A first-principles study on the electrical conductivity of Ag2S1-xSex (x=0, 0.25, 0.5): Electron-phonon coupling2022

    • 著者名/発表者名
      Nam Ho Ngoc、Suzuki Katsuhiro、Masago Akira、Nguyen Tien Quang、Shinya Hikari、Fukushima Tetsuya、Sato Kazunori
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 120 ページ: 143903/1-6

    • DOI

      10.1063/5.0086703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature acanthite-like phase of Cu2S: electronic and transport properties2022

    • 著者名/発表者名
      Nam Ho Ngoc、Suzuki Katsuhiro、Nguyen Tien Quang、Masago Akira、Shinya Hikari、Fukushima Tetsuya、Sato Kazunori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 ページ: 075205/1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.075205

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct and inverse magnetocaloric effects in FeRh alloy2022

    • 著者名/発表者名
      Tran Hung Ba、Fukushima Tetsuya、Momida Hiroyoshi、Sato Kazunori、Makino Yukihiro、Oguchi Tamio
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 926 ページ: 166718/1-8

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2022.166718

    • 査読あり
  • [学会発表] スーパーコンピュータ「富岳」による大規模物性データの自動創出2022

    • 著者名/発表者名
      福島鉄也
    • 学会等名
      日本磁気学会、第238回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 「富岳」を用いた磁性材料の探索とデータ解析2022

    • 著者名/発表者名
      福島鉄也
    • 学会等名
      第2回「先読みシミュレーション工学」フォーラム「データサイエンスを活用した工学シミュレーション」
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi