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特集　計算材料設計最前線 2019

近年，マテリアルズ・インフォマティクスが大きな注目を集めています．しかしながらその中身はブラックボックスになってしまっており，マテリアルズ・インフォマティクスを支えている計算材料設計，第一原理計算等の理論計算については充分に理解が広まっていないのもまた事実です．そこで本特集では計算材料設計，第一原理計算等の理論計算の最前線，計算手法，材料設計，企業での活用事例の最新の研究成果を紹介していただきます．　（特集担当：森分博紀（ファインセラミックスセンター））

■ 第一原理計算コードQMASによるプラスαな計算

石橋　章司

第一原理計算コードQMASの付加的計算機能のうち，セラッミクス材料研究にも活用可能な「有限電場下の電子状態計算」，「最局在ワニエ軌道による分極発現機構解析」，「応力密度計算」について，概要と応用例を紹介する．

■ EELSと第一原理計算によるエキシトン，原子振動およびvan der Waals力の解析

溝口　照康・清原　慎

EELS と第一原理計算によるエキシトン，原子振動および van der Waals 力の解析と機械学習を利用したELNES解析について紹介します．

■ Liイオン電池電極界面の電荷移動過程の計算

春山　潤・大谷　実

本稿では密度汎関数理論と溶液理論を組み合わせることにより, Liイオン電池の内部抵抗要因として重要なグラファイト/溶液界面における電荷移動過程のシミュレーションを行ったので，方法の説明と解析結果を紹介する．

■ フォノン計算のためのオープンソース計算コード Phonopyの開発

東後　篤史

第一原理フォノン計算の材料科学における応用が近年広まっている．そのためのフォノン計算コードがどのようにして開発されているかを報告する．

■ CIFを出発点とする第一原理計算支援用ユーティリティー

泉　富士夫・宮崎　晃平

ソフトの改良と無料ハンズオンの開催を続行し，研究環境の格差を少しでも是正するよう力を尽くしていきたい．

■ 第一原理計算による無機材料の特性予測とデータ駆動型材料探索

大場　史康・高橋　亮・熊谷　悠

無機材料の特性の理論予測に関して，最近の第一原理計算の進展とデータ駆動での新材料探索への応用例を紹介する．

■ ヘテロ固固界面現象の第一原理計算アプローチ：全固体電池界面解析に向けて

館山　佳尚

計算機能力の向上等によりセラミックス界面の第一原理計算が可能になってきた．しかし現状は粒界等のホモ界面がまだ主流である．筆者らはより広範囲なヘテロ界面に適用可能な第一原理計算アプローチの開発を進めている．それらと全固体電池への応用について紹介する．

■ バイオセラミックスの欠陥構造の計算設計

松永　克志

バイオセラミックスとして重要な，アパタイト結晶中の点欠陥や表面の安定原子配列関する，第一原理計算を用いた最近の研究例を紹介する．

■ Naイオン電池材料研究への第一原理計算の適用

森分　博紀

近年，第一原理計算は大きく発展し，多くの材料特性を実験を用いることなく計算・予測することが可能になっている．本稿では，この第一原理計算をNaイオン電池材料研究に適用し，原子レベルでの材料特性発現機構の解明を試みた筆者らの最近の成果を解説する．

■ 第一原理計算を用いたAlNベース新規圧電材料設計

岩崎誉志紀

電子部品の特性に与える電子材料の影響は大きく，産業界からも新材料実現は強く求められている．本稿では弾性波RFフィルタ素子（FBAR）用の薄膜圧電として用いられているAlNをベースとした新規複合窒化物材料の第一原理計算・材料設計を紹介する．

■ 第一原理計算と機械学習を用いた誘電体材料探索

梅田　裕二・林　博之・森分　博紀・田中　功

機器の高機能化等により，電子部品に対する要求はまずます厳しくなっている．そのため，高性能かつ安価な新材料が望まれている．本稿では，データベースを活用した新規誘電体材料探索の試みについて紹介する．

■ マテリアルズインフォマティクスの概要

伊藤　聡

MIで得られた結果を，すでに獲得している物質科学の知見と照らし合わせることで，知見間の関係がより明らかになり，気づきを与えてくれ，物質・材料に対する理解をより一層深めてくれることに期待したい．

第73回日本セラミックス協会技術賞を受賞して

技術賞　ペロブスカイト型酸化物による膜式酸素製造技術の開発

永井　徹・伊藤　渉・堂野前　等

近年酸素は，地球温暖化対策技術の一環として，利用が注目されている．筆者らは，混合伝導性酸化物による膜式酸素製造技術の開発に取り組み，高効率純酸素製造が可能であることを実証したので紹介する．

技術賞　低圧・超低容量ZnO積層バリスタの実用化と卑金属電極化

東　佳子・古賀　英一

新規材料が発見され，放電原理内蔵や卑金属対応の積層デバイスも開発されている．今後も期待される電子セラミックスの発展に，本開発事例が役立てば幸いである．

技術賞　高効率と高品質を両立する白色LED用新規蛍光体の開発と実用化

福田　由美・三石　巌・アルベサール恵子・松田　直寿

白色LED用蛍光体の高効率化と温度特性改善を目的に，共有結合性の高いサイアロンにSrを侵入させた新規な母体材料を開発することで，従来のサイアロン蛍光体よりも高演色・高色域な白色LEDを低コストで実現した．

ほっとSpring　八ヶ岳山麓で遥か縄文時代の世界を思う

王谷　洋平