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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Hypermaterials: Inovation of materials science in hyper space

Administrative Group

Project AreaHypermaterials: Inovation of materials scinece in hyper space
Project/Area Number 19H05817
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

田村 隆治  東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 教授 (50307708)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上田 那由多 (竹森那由多)  大阪大学, 量子情報・量子生命研究センター, 特任准教授 (10784085)
木村 薫  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30169924)
高倉 洋礼  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30284483)
出口 和彦  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (40397584)
吉田 亮  統計数理研究所, データ科学研究系, 教授 (70401263)
高際 良樹  国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 独立研究者 (90549594)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords準結晶 / 近似結晶 / データ科学 / 補空間
Outline of Annual Research Achievements

総括班の活動実績を以下に述べる。令和二年度は、領域会議(第3回(2020/5/19、参加者54名)、第4回(2020/7/15~17、参加者79名)、第5回(2020/12/8~10、参加者59名))、第25回準結晶研究会(第2回ハイパーマテリアル若手研究会を兼ねる)(2021/3/3~5、参加者70名)、第1回若手研究会(2020/5/28、参加者67名)、ハイパーマテリアルセミナー(第8回(2020/7/20)、第9回(2020/7/31)、第10回(2020/10/01、参加者32名)、第11回(2020/10/15、参加者39名)、第12回(2020/11/26)、第13回(2021/1/12、参加者27名)、第14回(2021/2/1、参加者36名)、第15回(2021/2/24、参加者29名))、第14回物性科学領域横断研究会(2020/12/4~5)を開催し、領域内の有機的連携を促進するとともに、計画研究および公募研究の進捗状況の把握・共有を図った。また、班内・班間留学システム、共用設備利用のための研究者循環システムを戦略的に活用し、重点課題にかかわる共同研究に助教・ポスドク・大学院生などの若手研究者をダイナミカルに編成することを通じて、領域内の連携やな共同研究を後押しするとともに、経験豊かな若手研究者の育成にも努めた。得られた研究成果は、プレスリリース、領域ホームページ、ニュースレターを通じてすみやかに社会に配信した。特筆すべき実績として、まず、当初の予定になかったオンラインによるサイトビジットを領域全メンバー(計画班・公募班)に対して実施したことが挙げられる。これにより、本領域のミッション、各課題の目的・内容・問題点の相互共有、共同研究の斡旋を行い、領域内の連携が大きく活発化されたことが挙げられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

令和二年度は、当初の目的にかかげた有機的連携の促進と若手研究者の育成に向けて、領域会議、若手研究会、ハイパーマテリアルセミナー、機械学習ハンズオンセミナーを実施した。また、新たに「蔡安邦賞」を創設し、若手研究者のモチベーションの向上につなげた。領域内の若手研究者の多くが常勤の研究職を得、また受賞も多数にわたり、一定の成果が挙がっているものと考えらえる。

Strategy for Future Research Activity

しばらくはCovid-19の影響で人的交流に制限がかかる状況が続くことが予想されるため、総括班では、領域内共同研究のための試料作製および物性評価に注力する研究支援者を来年度も引き続き増員し、有機的連携の推進の後押しを行う。領域会議・準結晶研究会・若手研究会・ハイパーマテリアルセミナーについてはオンラインを積極的に活用してこれまで同様に活発に行い、研究進捗状況の把握・共有と、総括班主導による研究提案を行う。また、班内・班間留学システム、研究者循環システムも、状況の許す限り積極的に活用して、若手研究者の支援・育成にあたる。国際活動支援としては、IRNネットワークと協力して、国際スクールや国際シンポジウムを開催し、国外の著名研究者を多数招へいし、若手研究者と海外の著名な研究者との研究交流の場を設け、国際的リーダー養成の一助とする。

  • Research Products

    (43 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (20 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 20 results,  Open Access: 10 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 15 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Int'l Joint Research] SIMap/CRISMAT/Syncrhotoron SOLEIL(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      SIMap/CRISMAT/Syncrhotoron SOLEIL
  • [Int'l Joint Research] AGH University(ポーランド)

    • Country Name
      POLAND
    • Counterpart Institution
      AGH University
  • [Int'l Joint Research] ANSTO(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      ANSTO
  • [Journal Article] Machine Learning to Predict Quasicrystals from Chemical Compositions2021

    • Author(s)
      Liu Chang、Fujita Erina、Katsura Yukari、Inada Yuki、Ishikawa Asuka、Tamura Ryuji、Kimura Kaoru、Yoshida Ryo
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 33 Pages: 2102507-1-12

    • DOI

      10.1002/adma.202102507

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-Temperature Specific Heat of Al-Cu-Ru Icosahedral Quasicrystals and 1/1 Crystal Approximants2021

    • Author(s)
      Tamura Satoshi、Fukushima Kento、Tokumoto Yuki、Takagiwa Yoshiki、Edagawa Keiichi
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 62 Pages: 356~359

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MB2020004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Classical and Quantum Magnetic Ground States on an Icosahedral Cluster2021

    • Author(s)
      Suzuki Shintaro、Tamura Ryuji、Sugimoto Takanori
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 62 Pages: 367~373

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MB2020011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetism of Tsai-Type Quasicrystal Approximants2021

    • Author(s)
      Suzuki Shintaro、Ishikawa Asuka、Yamada Tsunetomo、Sugimoto Takanori、Sakurai Akira、Tamura Ryuji
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 62 Pages: 298~306

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MB2020014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recreation of the periodic table with an unsupervised machine learning algorithm2021

    • Author(s)
      Kusaba Minoru、Liu Chang、Koyama Yukinori、Terakura Kiyoyuki、Yoshida Ryo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 4780(2021)

    • DOI

      10.1038/s41598-021-81850-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Composition Effect of Kondo Behavior in Au-Al-Ce Quasicrystalline Approximants2021

    • Author(s)
      Muro Yuji、Fukuhara Tadashi、Namiki Takahiro、Kuwai Tomohiko、Sakurai Akira、Ishikawa Asuka、Suzuki Shintaro、Tamura Ryuji
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 62 Pages: 321~324

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MB2020008

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High Dimensional Approach to Antiferromagnetic Aperiodic Spin Systems2021

    • Author(s)
      Coates Sam、Tamura Ryuji
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 62 Pages: 307~311

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MB2020010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Possibility of Semiconducting Electronic Structure on Al-Pd-Co 1/1 Cubic Quasicrystalline Approximant2021

    • Author(s)
      Iwasaki Yutaka、Kashimura Tomoyuki、Kitahara Koichi、Kimura Kaoru
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 62 Pages: 317~320

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MB2020016

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bulk electronic structure of high-order quaternary approximants2021

    • Author(s)
      Sarkar Shuvam、Sadhukhan Pampa、Singh Vipin Kumar、Gloskovskii Andrei、Deguchi Kazuhiko、Fujita Nobuhisa、Barman Sudipta Roy
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 3 Pages: 013151-1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.3.013151

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Band engineering in Al-TM (TM=Rh, Ir) quasicrystalline approximants via alloying and enhancement of thermoelectric properties2021

    • Author(s)
      Iwasaki Yutaka、Kitahara Koichi、Kimura Kaoru
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 851 Pages: 156904-1~6

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2020.156904

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Noncoplanar ferrimagnetism and local crystalline-electric-field anisotropy in the quasicrystal approximant Au70Si17Tb132020

    • Author(s)
      Hiroto Takanobu、Sato Taku J、Cao Huibo、Hawai Takafumi、Yokoo Tetsuya、Itoh Shinichi、Tamura Ryuji
    • Journal Title

      Journal of Physics: Condensed Matter

      Volume: 32 Pages: 415802-1~14

    • DOI

      10.1088/1361-648X/ab997d

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Powder X-ray diffraction study on possible structural change around 550 K in β-rhombohedral boron2020

    • Author(s)
      Hiroto Takanobu、Soga Kohei、Kimura Kaoru
    • Journal Title

      Solid State Sciences

      Volume: 104 Pages: 106195-1~7

    • DOI

      10.1016/j.solidstatesciences.2020.106195

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Na Doping in PbTe: Solubility, Band Convergence, Phase Boundary Mapping, and Thermoelectric Properties2020

    • Author(s)
      Jood Priyanka、Male James P.、Anand Shashwat、Matsushita Yoshitaka、Takagiwa Yoshiki、Kanatzidis Mercouri G.、Snyder G. Jeffrey、Ohta Michihiro
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 142 Pages: 15464~15475

    • DOI

      10.1021/jacs.0c07067

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Physical properties of weak-coupling quasiperiodic superconductors2020

    • Author(s)
      Takemori Nayuta、Arita Ryotaro、Sakai Shiro
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 102 Pages: 115108-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.115108

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Earth-Abundant Fe-Al-Si Thermoelectric (FAST) Materials: from Fundamental Materials Research to Module Development2020

    • Author(s)
      Takagiwa Yoshiki、Ikeda Teruyuki、Kojima Hiroyasu
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 12 Pages: 48804~48810

    • DOI

      10.1021/acsami.0c15063

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Concomitant singularities of Yb-valence and magnetism at a critical lattice parameter of icosahedral quasicrystals and approximants2020

    • Author(s)
      Imura Keiichiro、Yamaoka Hitoshi、Yokota Shinjirou、Sakamoto Kazushi、Yamamoto Yoshiya、Kawai Takuma、Namba Keisuke、Hirokawa Shinnosuke、Deguchi Kazuhiko、Hiraoka Nozomu、Ishii Hirofumi、Mizuki Jun’ichiro、Ishimasa Tsutomu、Sato Noriaki K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 17116-1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-020-74124-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bayesian Algorithm for Retrosynthesis2020

    • Author(s)
      Guo Zhongliang、Wu Stephen、Ohno Mitsuru、Yoshida Ryo
    • Journal Title

      Journal of Chemical Information and Modeling

      Volume: 60 Pages: 4474~4486

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.0c00320

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ferromagnetic 2/1 quasicrystal approximants2020

    • Author(s)
      Inagaki K.、Suzuki S.、Ishikawa A.、Tsugawa T.、Aya F.、Yamada T.、Tokiwa K.、Takeuchi T.、Tamura R.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Pages: 180405-1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.180405

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Search for the boron quasicrystal by first-principle-calculation2020

    • Author(s)
      Takahashi Takahiro、Kitahara Koichi、Katsura Yukari、Okada Junpei、Matsushita Yu-ichiro、Kimura Kaoru
    • Journal Title

      Solid State Sciences

      Volume: 108 Pages: 106377-1~6

    • DOI

      10.1016/j.solidstatesciences.2020.106377

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atomic structure of the (111) surface of the antiferromagnetic 1/1 Au-Al-Tb approximant2020

    • Author(s)
      Coates Sam、Nozawa Kazuki、Fukami Masahiro、Inagaki Kazuki、Shimoda Masahiko、McGrath Ronan、Sharma Hem Raj、Tamura Ryuji
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 102 Pages: 235419-1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.235419

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハイパーマテリアルの超伝導2021

    • Author(s)
      出口和彦
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)
    • Invited
  • [Presentation] Correlation Effects in Superconductive Hypermaterials2021

    • Author(s)
      竹森那由多
    • Organizer
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • Invited
  • [Presentation] ハイパーマテリアルの磁性2021

    • Author(s)
      田村隆治
    • Organizer
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • Invited
  • [Presentation] 正20面体準結晶の新奇な近似結晶2020

    • Author(s)
      高倉洋礼・倉橋俊哉
    • Organizer
      International Research Network: IRN-APERIODIC kick off meeting , "Open space between aperiodic order and physics & chemistry of materials"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Magnetic Au-Al-Yb Quasicrystals and Approximants with Yb icosahedron2020

    • Author(s)
      出口和彦
    • Organizer
      International Research Network: IRN-APERIODIC kick off meeting "Open space between aperiodic order and physics & chemistry of materials”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 準結晶を含む広義の対象とした新奇物性探索:磁性と超伝導を中心として2020

    • Author(s)
      出口和彦
    • Organizer
      材料の微細組織と機能性第133委員会 第246回研究会「ハイパーマテリアル の新物質科学」
    • Invited
  • [Presentation] 高分子MIのオーバービュー2020

    • Author(s)
      吉田亮
    • Organizer
      高分子学会Webinar
    • Invited
  • [Presentation] マテリアルズインフォマティクス:黎明期からの脱却に向けて2020

    • Author(s)
      吉田亮
    • Organizer
      日本化学会 講演会「インフォマティクス技術の導入から産業応用まで~高分子・機能性材料・バイオ・半導体」
    • Invited
  • [Presentation] マテリアルズインフォマティクス:機械学習による設計と合成の自動化2020

    • Author(s)
      吉田亮
    • Organizer
      CBI学会2020年大会
    • Invited
  • [Presentation] 材料研究を変革する統計的機械学習の先進技術2020

    • Author(s)
      吉田亮
    • Organizer
      SciPy Japan 2020
    • Invited
  • [Presentation] 統計的機械学習による材料の表現と生成:新分野の開拓と障壁2020

    • Author(s)
      吉田亮
    • Organizer
      近畿化学協会 機能性色素部会・エレクトロニクス部会 合同公開講演会
    • Invited
  • [Presentation] データ駆動型物質・材料研究を駆動する統計的機械学習の先進技術:準結晶への応用など2020

    • Author(s)
      吉田亮
    • Organizer
      日本学術振興会・第133委員会 第246回研究会
    • Invited
  • [Presentation] Mechanisms of High-Performance Thermoelectric Materials and Advantages of Semiconducting Quasicrystal2020

    • Author(s)
      木村薫
    • Organizer
      The 5th Asian Conference on Thermoelectrics (ACT5) & The 6th Southeast Asia Conference on Thermoelectrics (SACT6)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ハイパーマテリアルについて2020

    • Author(s)
      田村隆治
    • Organizer
      日本学術振興会・第133委員会 第246回研究会
    • Invited
  • [Presentation] 熱電材料の高性能化機構と半導体準結晶の利点: 高性能熱電材料と高温超伝導材料を目指して2020

    • Author(s)
      木村薫
    • Organizer
      日本学術振興会・第133委員会 第246回研究会
    • Invited
  • [Book] Thermoelectric Materials-Principles and Concepts for Enhanced Properties2020

    • Author(s)
      Ken Kurosaki, Yoshiki Takagiwa, and Xun Shi
    • Total Pages
      222
    • Publisher
      De Gruyter
    • ISBN
      978-3-11-059648-9
  • [Book] 2D Boron: Boraphene, Borophene, Boronene2020

    • Author(s)
      R. Uno and K. Kimura
    • Total Pages
      167
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-3-030-49998-3
  • [Remarks] ハイパーマテリアル:補空間が創る新物質科学

    • URL

      https://www.rs.tus.ac.jp/hypermaterials/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金合金及び金合金の製造方法2021

    • Inventor(s)
      田村隆治、南和輝、横山日和、安部祐太郎、石川明日香
    • Industrial Property Rights Holder
      田村隆治、南和輝、横山日和、安部祐太郎、石川明日香
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-056093
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 磁気冷凍材料2021

    • Inventor(s)
      菊川直樹、廣戸孝信、櫻井裕也、田村隆治、鈴木慎太郎、石川明日香
    • Industrial Property Rights Holder
      菊川直樹、廣戸孝信、櫻井裕也、田村隆治、鈴木慎太郎、石川明日香
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-50725

URL: 

Published: 2022-12-28  

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