大規模・高精度な第一原理計算に
よる超秩序構造の機能解明とデザイン

研究代表者:
中田 彩子 物質・材料研究機構・主幹研究員
大規模第一原理計算、研究統括

研究分担者:
森川 良忠 大阪大学・教授
固体電子論、表面・界面の構造と機能の解明・制御

鷹野  優 広島市立大学・教授
計算化学、金属含有蛋白質の構造と機能の解明

研究協力者:
宮崎  剛 物質・材料研究機構・MANA主任研究者
物性物理、大規模第一原理計算

<目的>
超秩序構造を持つ物質の詳細な構造、物性や反応性を大規模第一原理計算により高精度に解明、予測する。得られる知見に基づいた新規超秩序構造物質の設計を目指す。

<内容>
①大規模第一原理計算により、超秩序構造物質を実験のスケールに近い状態でモデル化し、構造・電子状態を高精度に解明、予測する。触媒や金属含有蛋白質に関して、その超秩序構造が与える優れた特性や多機能性の起源解明に取り組む。
②超秩序構造がもたらす化学反応の支配要因を探るため、第一原理分子動力学シミュレーションによる化学反応経路探索の効率化や、遷移状態理論に基づく反応速度計算手法を開発する。
③上記に基づき、超秩序構造と物性の相関を高精度に予測することで、新規機能性超秩序構造物質のデザインを目指す。

<連携>
A01,A02で得られる実験データやA03-2のデータ科学的手法による情報を第一原理計算により精緻化し、超秩序構造とその物性の相関を高精度に解析、予測する。得られた知見を各計画研究にフィードバックし、特にA01-2への新規物質の提案を目指す。