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本研究では、ドーピングによる化学結合と電子物性発現の関係を明らかにし、稀少金属と同等の性質をもつ安全・低コストの代替物質の設計に向けた、第一原理計算による理論手法の構築とその適用を行った。対象となる代替物質として、ITOに替わる透明電極材料として有望視されている、ニオブ元素(Nb)ドープ・アナターゼ型酸化チタン薄膜に焦点をあて、材料設計のための一般的理論プロトコルを硬直すべく、不純物構造の統計力学平均に基づくモデル化と電子状態計算によるバンド解析、非平衡電気伝導理論に立脚した電気伝導経路(サイトベース電流密度解析)計算の適用を行った。
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