2022 Fiscal Year Annual Research Report
データ科学に基づく新しい組成・構造を有するセラミックス材料の探索
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20H02436
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中山 将伸 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10401530)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 材料地図 / オートエンコーダー / 組成 / 構造 / Liイオン導電性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２２年度は前年度までに作成したオートエンコーダーによる材料地図の評価手法を、含Li酸化物７００件程度に対して適用した。さらに、リチウムイオン導電性を考慮した組成・構造の関係を示す材料地図作成を行った。Liイオン導電性を加味しない、組成と構造情報による材料地図作成において、オートエンコーダーの記述子再現性は比較的高かった。一方で、Liイオン導電性を出力層に組み入れた場合には、オートエンコーダーの再現性が大きく低下してしまった。これは、現在用いている記述子（組成・構造）では、そもそもLiイオン導電性の回帰分析が困難な状態であることに由来すると考えている。今後、優れた記述子の設計が必要である。ただし、リチウムイオン伝導性予測能の損失関数に対する寄与を減らすことにより、組成・構造記述子の再現性向上を確認することができた。トレードオフ関係の最適化をすることで、一定程度有用な材料地図作成が可能になると考えらえる。
更に、高いリチウムイオン導電性で知られるペロブスカイト、ガーネット、ナシコン型構造を有する各種組成の化合物をベンチマーク材料として、材料地図中での位置を表示させた。その結果、構造軸はLiの酸素に対する配位数が寄与していることが分かった。組成についてはLi濃度と剛相関を示すことが分かった。以上から、Liイオン導電性を俯瞰的にみるための材料設計指針を俯瞰的に考察することができた。また未知材料領域も明確化しており、今後はこの領域での材料発見のスキームを（研究者の直観以上の方法論で）開発することが求められる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
４か年計画の第３年次までに、ほぼ申請書に記載した事項は研究開発を終えることができた。ただし、既存の記述子（計画外）の表現力不足で実用性に対して今一歩の状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の計画外ではあるが、記述子の改良によりこれまでに作成してきた組成記述子予測、材料地図活用による新材料発見が可能になると思われる。今一度、提案されている材料記述子をリビューし、本研究で作成した方法論に組み込むことを検討している。
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