2013 年度研究成果報告書

第一原理計算に基づく高イオン伝導結晶のアーキテクチャ

研究課題

研究課題/領域番号	24656370
研究種目	挑戦的萌芽研究
配分区分	補助金
研究分野	金属物性
研究機関	京都大学
研究代表者	田中功京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70183861)
連携研究者	世古敦人京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (10452319)
研究期間 (年度)	2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード	第一原理計算 / 高イオン伝導結晶 / 酸化物固溶体 / 統計熱力学 / 分子動力学法
研究概要	本研究では，大規模計算によって，高イオン導電結晶を系統的に探索することを究極の目的として，必要な方法論の開発を行った．具体的には，希土類元素を固溶させたBi2O3擬二元系10種類およびLISICON系化合物72種類について、多数の高精度第一原理計算を多重実行し，拡散係数の評価，最安定構造の探索，形成自由エネルギーの評価，規則不規則転移温度の評価を行った．その結果、イオン伝導度と規則不規則転移温度との相関から、高イオン伝導度が期待される系を予測した．またLISICON系においては，それらの結果を用いて機械学習手法により高イオン伝導度が期待される化合物を予測した．