データ駆動型表面科学研究の基盤構築に向けた第一原理計算手法の高精度化と実材料展開

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15177
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 多田 幸平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (70805621)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ジラジカル分子 / 密度汎関数理論 / スピン混入誤差 / ジラジカル性 / 分子-表面相互作用 / 不均一系触媒 / 新奇二次電池材料

研究実績の概要

本研究課題では、機能性開殻分子の電子状態やスタック構造が表面との相互作用でどのように変化するのかを解き明かし、新規な分子デバイスのデータ・計算駆動型研究につなげるため、開殻分子の特徴的な電子状態であるジラジカル状態を表面吸着構造において検討できるための理論基盤の構築を目的とした。
初年度において、ジラジカル状態の理論計算で生じる誤差の補正法、及び、特徴量であるジラジカル性を解析する方法を確立した。
2年目においては、開発手法の論文化と様々な材料系への応用を行った。
最終年度では、開発手法に関する総括論文の執筆を行うとともに、触媒・蓄電池材料を中心とした応用成果を発表するに至った。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanism of Reductive Fluorination by PTFE-Decomposition Fluorocarbon Gases for WO3 (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Hiroki、Tada Kohei、Hwang Jinkwang、Hirai Daigorou、Hiroi Zenji、Matsumoto Kazuhiko、Hagiwara Rika
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 62 ページ: 2116～2127
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c03761
  • 査読あり
• [雑誌論文] CeO2 promotes electrocatalytic formic acid oxidation of Pd-based alloys (2023)
  • 著者名/発表者名: Goswami Chiranjita、Borah Biraj Jyoti、Das Ruprekha、Tada Kohei、Tanaka Shingo、Prosvirin Igor P.、Ismagilov Ilyas Z.、Matus Ekaterina V.、Kerzhentsev Mikhail、Bharali Pankaj
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 948 ページ: 169665～169665
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.169665
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of the Interaction Between Au and Brookite TiO2 Using Transmission Electron Microscopy and Density Functional Theory (2023)
  • 著者名/発表者名: Tada Kohei、Hinuma Yoyo、Ichikawa Satoshi、Tanaka Shingo
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 96 ページ: 373～380
  • DOI: 10.1246/bcsj.20230007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Implications of coordination chemistry to cationic interactions in honeycomb layered nickel tellurates (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada Kohei、Masese Titus、Kanyolo Godwill Mbiti
  • 雑誌名: Computational Materials Science 巻: 207 ページ: 111322～111322
  • DOI: 10.1016/j.commatsci.2022.111322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diradical Characters of s-Indaceno[1,2,3-cd;5,6,7-c’d’]Diphenalene with and without Interaction with MgO(001) (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada Kohei、Ozaki Hiroyuki、Fujimaru Koji、Kitagawa Yasutaka、Kawakami Takashi、Okumura Mitsutaka
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 20 ページ: 59～67
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2022-011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Variation in spin contamination and diradical character with distance between a singlet biradical molecule and surface (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujimaru Koji、Tada Kohei、Ozaki Hiroyuki、Okumura Mitsutaka、Tanaka Shingo
  • 雑誌名: Surfaces and Interfaces 巻: 33 ページ: 102206～102206
  • DOI: 10.1016/j.surfin.2022.102206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of spinel-type Ti-Li-M composite oxides (M = Li, Na, Cu, and Ag) predicted by density functional theory (2022)
  • 著者名/発表者名: Tada Kohei、Kitta Mitsunori、Tanaka Shingo
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 24 ページ: 28055～28068
  • DOI: 10.1039/d2cp03054c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving Electrochemical Activity of P2‐type Na2/3Mn2/3Ni1/3O2 by Controlling its Crystallinity (2022)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Riki、Taguchi Noboru、Tada Kohei、Machida Akihiko、Takeichi Nobuhiko
  • 雑誌名: Batteries & Supercaps 巻: 6 ページ: e202200462
  • DOI: 10.1002/batt.202200462
  • 査読あり
• [雑誌論文] 開殻電子系に対する表面吸着及びスタッキング効果に関する理論研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 多田 幸平
  • 雑誌名: 理論化学会誌 フロンティア 巻: 4 ページ: 76～85
  • 査読あり
• [雑誌論文] 表面ジラジカル性の解析技術の開発と表面吸着効果の理論検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 多田 幸平、尾崎 弘幸、藤丸 航志、北河 康隆、川上 貴資、奥村 光隆、田中 真悟
  • 雑誌名: 表面と真空 巻: 65 ページ: 8～13
  • 査読あり
• [学会発表] ジラジカル性に対する表面相互作用の影響解明へ向けた理論研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 多田 幸平、尾崎 弘幸、藤丸 航志、北河 康隆、川上 貴資、奥村 光隆
  • 学会等名: 第70回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] ジラジカル分子に対する表面吸着効果の検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 多田 幸平、藤丸 航志、尾崎 弘幸、北河 康隆、川上 貴資、奥村 光隆、田中 真悟
  • 学会等名: 日本化学会第103春季年会
• [学会発表] Au/brookite TiO2界面相互作用に関する研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 多田 幸平、日沼 洋陽、市川 聡、田中 真悟
  • 学会等名: 第83回応用物理学会秋季学術講演会