研究課題
原子の局所的な振動は,熱などの外場からのエネルギーによる原子の変位現象であり,相転移や熱膨張,さらに様々な機能発現にかかわる重要な現象である.本研究で,実験的・理論的な手法を高度に融合し,熱によって誘起される物質における局所的な対称性の崩れ,つまり「振動」に関する情報を抽出する手法を確立し,材料開発に活用することを目的としている.スペクトルを用いた振動抽出に関して,これまでスペクトル計算を加速するための手法を開発してきた.2022年度においても同様な研究を継続した.特に,機械学習をするための,データベースの構築を行った.結果的に,10万個以上のスペクトルを含むデータベースを作成し公開することが出来た.また,階層型クラスタリングと決定木を利用したデータ駆動型の自動スペクトル解析法を開発した.同手法は以前に考案したものの改良版に対応する.また,前述のデータベースを利用し,スペクトルから10種類以上の物性を直接予測するという手法の開発も行った.さらに,以前から開発してきた多電子計算においても,制限活性空間自己無撞着場計算(RASSCF)に基づいた波動関数の最適化に関する拡張を2022年度においても続け,遷移エネルギーやスペクトル計算速度など,各所に改善がみられたことを確認しており,実用レベルに到達することが出来た.さらに, 格子欠陥と熱との相互作用も詳細に調べた.その結果,格子欠陥の次元性によって,その熱振動の物性に対する影響が異なることを明らかにした.また,本研究では,実験的な研究も行っており,高温下における計測を材料の組成や振動,構造の挙動を調べた.その結果,構造相転移や相分離などの動的な現象をリアルタイム・リアルスケールに可視化することができた.特に,これまで確認されてこなかった熱による分相前の現象を実時間・実空間で捉えることに成功した.
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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