ナノ物質の未知構造解析手法の研究：二体分布関数を用いた解析アルゴリズムの構築

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05192
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分34020:分析化学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 冨中 悟史 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (90468869)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ナノマテリアル / 構造解析 / X線分析 / 二体分布関数

研究成果の概要

髪の毛の数百分の一という超微小なサイズのナノマテリアルについて、その機能の本質を知るには原子の配置を理解する必要がある。原子配置を精密に知る手法としてはX線回折法が一般的であるが、従来のバルク材料と違いナノマテリアルでは回折法は本質的な限界があり、構造未知のナノマテリアルの原子配置の解析は限界があった。そこで本研究では、回折法の限界に縛られない二体分布関数に着目し、そのデータから構造情報を取り出すアルゴリズムの研究を行った。主に局所的な対称性の解析と構造の初期構造モデルの推定を行い、最小二乗法やベイズ最適化により原子位置の精密化を行う手法の検討を行った。

自由記述の分野

材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノマテリアルの特異な機能を原子レベルから理解することは学術的に大きな意義があり、さらにその基盤をもとに社会的に重要な材料開発に繋げることができるはずである。本研究では、そのための解析手法の研究という基礎研究を行い、これまでは解析できなかった材料の原子配置の解明にも複数成功しており、ナノマテリアル分野の機能の理解に繋がる大きな一歩と言える。