研究成果

マテリアルズ・インフォマティクス手法により超低熱伝導物質を高効率に多数発見 -材料科学と情報科学の融合研究に革新的成果-


2015年11月13日


     世古敦人 工学研究科准教授、林博之 同特定助教、田中功 同教授、東後篤史 学際融合教育研究推進センター構造材料元素戦略研究拠点ユニット(ESISM)特定准教授らは、津田宏治 東京大学新領域創成科学研究科教授、Laurent Chaput フランス・ロレーヌ大学准教授との共同研究により、材料科学と情報科学が融合したマテリアルズ・インフォマティクス手法に基づいて、超低熱伝導物質を高効率に多数発見するという革新的な成果を上げました。従来知られている低熱伝導度物質に比べて、1桁以上低い熱伝導度であり、構造材料における熱遮蔽体のみならず、熱電変換材料の開発において、材料の選択肢を大幅に増大させた重要な成果です。

     本成果は、米国科学誌フィジカルレビューレターズ(Physical Review Letters)誌の2015年11月13日号に公開されました。

    研究者からのコメント

    左から世古准教授、東後特定准教授、田中教授

     マテリアルズ・インフォマティクスは未だ歴史が浅いですが、これから大きな発展が期待されます。これからも、いろいろな可能性を模索していきたいと思います。

    概要

     現代社会を支える輸送用機器、環境・エネルギー、半導体デバイスなど、さまざまな用途において、発生する熱を的確に制御することは極めて重要です。また工場等で発生する排熱を電気エネルギーに効率よく変換できる熱電変換材料の重要性は、年々増大しています。このような多様なニーズに応えるためには、さまざまな用途に対応する多様な物質の選択肢を持つことが重要です。しかし、これまでの低熱伝導度材料開発研究のほとんどは、既に知られている物質の元素置換や合金元素添加するなどの改良型研究であり、画期的に新しい物質系が出現することは稀でした。

     本研究チームは、材料科学者と物性物理学者に加え、情報科学者が密接に連携することで、従来知られている低熱伝導度物質に比べて、1桁以上低い超低熱伝導度物質を効率的に多数発見しました。
     

    構造既知の全無機化合物結晶についてのバーチャル・スクリーニングによるランキングの上位と、実際に高精度計算によって確認された超低熱伝導度物質

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    [DOI] http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.205901
    [KURENAIアクセスURL] http://hdl.handle.net/2433/201594

    Atsuto Seko, Atsushi Togo, Hiroyuki Hayashi, Koji Tsuda, Laurent Chaput, and Isao Tanaka
    "Prediction of Low-Thermal-Conductivity Compounds with First-Principles Anharmonic Lattice-Dynamics Calculations and Bayesian Optimization"
    Physical Review Letters 115(20), 205901, 13 November 2015


    マテリアルズ・インフォマティクス手法により超低熱伝導物質を高効率に多数発見 -材料科学と情報科学の融合研究に革新的成果-
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