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マテリアルズインフォマティクス・第一原理計算の基礎と材料研究への応用

マテリアルズインフォマティクス・第一原理計算の基礎と材料研究への応用

オンライン 開催

概要

本セミナーでは、マテリアルズインフォマティクス・第一原理計算の基礎から解説し、マテリアルズインフォマティクス・第一原理計算を活用した半導体物質・電子材料研究 (電池材料、誘電体材料等) の事例を解説いたします。

開催日

  • 2025年5月20日(火) 12時30分 16時30分

受講対象者

  • 第一原理計算および情報科学・機械学習を活用した材料研究に関心がある方
  • マテリアルズ・インフォマティクスの活用を検討されている方
  • 電子材料研究・開発業務に従事する研究者・技術者

修得知識

  • 材料科学研究における情報科学・機械学習の活用方法
  • 第一原理計算と情報科学・機械学習の連携による材料科学研究の方法
  • 第一原理計算・マテリアルズインフォマティクスの基礎から応用まで
  • 第一原理計算・マテリアルズインフォマティクスの電子材料研究等への活用

プログラム

第1部: 第一原理計算とインフォマティクスを活用した半導体物質の理論解析

(2025年5月20日 12:30〜14:30)

 近年、あらゆる学術分野・産業界において情報科学・機械学習の応用が注目されている。特に材料科学においてはマテリアルズ・インフォマティクスという新しい学術分野が確立し、材料科学の発展や材料開発の加速化に貢献している。
 本セミナーでは、半導体物質を対象とする第一原理計算・インフォマティクス応用の研究事例として、機械学習原子間ポテンシャルによる大規模シミュレーション、および、第一原理計算と組み合わせ最適化アルゴリズムとの連携による安定原子配置探索の研究成果を紹介する。研究成果の紹介と併せて、第一原理計算や機械学習の基礎知識、マテリアルズ・インフォマティクスの基本的な概念や用語を解説し、第一原理計算や情報科学・機械学習をどのように有効活用できるかを述べる。

  1. マテリアルズ・インフォマティクスの基礎
    1. マテリアルズ・インフォマティクスの概要
    2. 第一原理計算の基礎
    3. 機械学習の基礎
    4. ハイスループット計算
    5. 材料記述子
    6. 材料物性のモデル化
  2. 機械学習原子間ポテンシャルによる半導体中の大規模点欠陥クラスターのシミュレーション
    1. Si半導体中の点欠陥
    2. 機械学習原子間ポテンシャル
    3. 第一原理計算を用いた全エネルギー・力の訓練データの作成
    4. 原子空孔クラスター予測の機械学習型原子間ポテンシャルの精度評価
    5. 大規模原子空孔クラスターの形成エネルギーの理論的評価
    6. 格子間Siクラスター予測の機械学習型原子間ポテンシャルの精度評価
    7. 大規模格子間Siクラスターの形成エネルギーの理論的評価
  3. 第一原理計算と組み合わせ最適化アルゴリズムの連携による化合物半導体の安定原子配置の探索
    1. IV族混晶半導体
    2. 組み合わせ最適化アルゴリズム
    3. 第一原理計算と遺伝的アルゴリズムの連携方法
    4. SiGe混晶半導体の安定原子配置の探索
    5. SiGe混晶の安定構造における電子状態・物性解析
    • 質疑応答

第2部: 企業での研究開発に活用できる、第一原理計算とマテリアルズインフォマティクスの手法と応用例

(2025年5月20日 14:45〜16:30)

 企業 (Panasonic) 及び公的研究機関 (JFCC) にて第一原理計算・マテリアルズインフォマティクスによる材料研究から製品設計、量産化、数値解析グループ長を務めた経験を有する講演者が、自身の経験に基づき、企業での電子材料研究 (電池材料、誘電体材料等) に使える第一原理計算・マテリアルズインフォマティクスを基礎から応用まで講義致します。
 また、企業研究への第一原理計算・マテリアルズインフォマティクス応用研究成功のためのノウハウをお伝えします。

  1. 事前質問事項への回答
  2. 第一原理計算
    1. 第一原理計算とは
    2. 第一原理計算で何ができるか?
    3. 計算環境の例
    4. 計算スキーム
  3. 計算理論・計算手法
    1. 波動方程式を解くために
    2. Born-Oppenheimer (断熱) 近似
    3. 分子の電子状態計算手法
    4. 密度汎関数法
    5. Kohn-Sham方程式
    6. 一電子 (平均場) 近似
    7. 局所密度近似 (LDA)
    8. 一般化密度勾配近似 (GGA)
    9. 波動関数をどう表現するか
    10. 領域の分割
    11. 平面波基底
    12. 擬ポテンシャル法とフルポテンシャル法
  4. 第一原理計算を実施する環境整備
    1. どんな計算機を用意すべきか
    2. PCクラスター
  5. 第一原理計算応用例
    1. 企業における実用的な第一原理計算
    2. 成功する企業における第一原理計算導入例と失敗する第一原理計算導入例
  6. マテリアルズインフォマティクス
    1. マテリアルズインフォマティクスとは?
    2. マテリアルズインフォマティクスの問題点
    3. 企業における実用的なマテリアルズインフォマティクス
  7. Q&A

講師

  • 野田 祐輔
    岡山県立大学 情報工学部 情報通信工学科
    准教授
  • 森分 博紀
    一般財団法人 ファインセラミックスセンター ナノ構造研究所 計算材料グループ
    グループ長

主催

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お問い合わせ

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(主催者への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

受講料

1名様
: 45,000円 (税別) / 49,500円 (税込)
複数名
: 22,500円 (税別) / 24,750円 (税込) (案内をご希望の場合に限ります)

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    • 1名様でお申し込みの場合 : 1名で 42,000円(税別) / 46,200円(税込)
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    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 67,500円(税別) / 74,250円(税込)
  • R&D支援センターからの案内を希望しない方
    • 1名様でお申し込みの場合 : 1名で 45,000円(税別) / 49,500円(税込)
    • 2名様でお申し込みの場合 : 2名で 90,000円(税別) / 99,000円(税込)
    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 135,000円(税別) / 148,500円(税込)

ライブ配信セミナーについて

  • 本セミナーは「Zoom」を使ったライブ配信セミナーとなります。
  • お申し込み前に、 Zoomのシステム要件テストミーティングへの参加手順 をご確認いただき、 テストミーティング にて動作確認をお願いいたします。
  • 開催日前に、接続先URL、ミーティングID​、パスワードを別途ご連絡いたします。
  • セミナー開催日時に、視聴サイトにログインしていただき、ご視聴ください。
  • セミナー資料は郵送にて前日までにお送りいたします。
  • 開催まで4営業日を過ぎたお申込みの場合、セミナー資料の到着が、開講日に間に合わない可能性がありますこと、ご了承下さい。
    ライブ配信の画面上でスライド資料は表示されますので、セミナー視聴には差し支えございません。
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  • ご自宅への書類送付を希望の方は、通信欄にご住所・宛先などをご記入ください。
  • タブレットやスマートフォンでも受講可能ですが、機能が制限される場合があります。
  • ご視聴は、お申込み者様ご自身での視聴のみに限らせていただきます。不特定多数でご覧いただくことはご遠慮下さい。
  • 講義の録音、録画などの行為や、権利者の許可なくテキスト資料、講演データの複製、転用、販売などの二次利用することを固く禁じます。
  • Zoomのグループにパスワードを設定しています。お申込者以外の参加を防ぐため、パスワードを外部に漏洩しないでください。
    万が一、部外者が侵入した場合は管理者側で部外者の退出あるいはセミナーを終了いたします。

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