6試験評価技術 ／ 計算材料設計
T-34
2025
第一原理計算による材料設計
技術のポイント
高精度な量子力学計算により原子・電子状態を求め、材料特性の理論的解明や新たな材料の設計に貢献
保有技術
密度汎関数理論（DFT）を基盤とする第一原理計算により、原子配置を入力として経験的なパラメータを用いず多原子・多電子系のシュレーディンガー方程式を近似的に解き、電子構造や安定性、欠陥、拡散、熱的性質などの材料特性を理論的に導出。実験結果との対照を通じて見えないナノスケールの物性理解や材料設計の高精度化に寄与
搭載ソフトウェア環境
第一原理計算：VASP、CASTEP、Quantum ESPRESSO
構造可視化・支援ツール：MedeA、Materials Studio
その他：LAMMPS、NanoLabo、pydecs
活用／成果例
p型熱電材料Mg2Si
におけるドーパント有効性
点欠陥濃度の系統的解析によりドーパント
濃度依存の活性化率を理論的に予測
濃度依存の活性化率を理論的に予測
イオン伝導機構の
理論解析
逆ペロブスカイト型材料における
Li+/Na+のイオン伝導機構を解析
Li+/Na+のイオン伝導機構を解析
1) T. Ogawa et al., npj Comput. Mater. 8, 79 (2022).
2) S. Gao et al., Nat. Commun. 12, 201 (2021).
適用分野
・エネルギー材料（二次電池、固体酸化物燃料電池、熱電材料）
・機能性材料（誘電体、磁性体、半導体、光触媒）
・触媒・界面材料（CO2還元、水分解、表面反応機構解析）
・熱・構造材料（遮熱膜、断熱材、多層・高温材料）
・構造安定性・相変態（結晶安定性、欠陥、相図予測）
担当者：田口綾子