2024 Fiscal Year Annual Research Report
データ駆動型2.5次元物質モアレ超格子の探索と物性支配因子の抽出
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of 2.5 Dimensional Materials: Paradigm Shift of Materials Science Toward Future Social Innovation |
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| Project/Area Number |
24H01198
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
加藤 幸一郎 九州大学, 工学研究院, 教授 (30888889)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 第一原理計算 / データ科学 / ベイズ最適化 / 2次元材料 / ファンデルワールスヘテロ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、モアレ超格子の基礎理論 (特に有効連続体理論) に着目し、①第一原理計算・多目的最適化を連動させることで、これまで検討されてこなかった2.5次元物質を対象とした新たなモアレ超格子の探索を進め、②探索段階で蓄積したデータを用いた説明可能AIによってモアレ超格子の物性支配因子の抽出を目指している。
今年度は、２層の遷移金属ダイカルコゲナイド系を対象に、2つの代理指標に着目した多目的最適化により、「モアレの影響」を強く受けることが期待される2.5次元物質の探索を行った。2つの代理指標は、有効連続体模型から着想を得た(i)微小ずらし積層構造におけるエネルギー差(ii)微小ずらし積層構造における価電子帯上端のスピン軌道相互作用によるバンド分裂幅の変化量である。これらは、ずらし方を変化させた複数の微小ずらし積層構造に対する第一原理計算から算出可能である。第一原理計算で得たこれらの代理指標を用いた多目的最適化により、有望材料の探索に成功し、電子状態などの詳細解析を進めている。次年度は、詳細解析をまとめるとともに、多目的最適化の過程で得られたデータを使用した説明可能AIを構築し、モアレ超格子の物性支配因子の探索を行う。
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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
当初の研究計画に従って計算・検証・データ蓄積がおおむね進んでおり、多目的最適化によってモアレの影響を強く受けることが期待される有望材料が得られている。さらに、次年度に向けた準備も順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、研究計画に従って多目的最適化で得られた有望材料の電子状態等の詳細解析を進める。さらに、多目的最適化の過程で得られたデータを用いた説明可能AIを構築し、モアレ超格子の物性支配因子の抽出も行う。
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