表面再構成インフォマティクスによる大規模周期構造の探索

使用表面重建信息学搜索大规模周期性结构

• 批准号: 20K15181
• 负责人: 草場 彰
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15181/
• 关键词: 窒化物半導体; 気相成長; 表面再構成; 第一原理計算; ベイズ最適化; 記述子; 計算科学; 結晶成長プロセス・インフォマティクス

気相成長シミュレータを機械学習のアプローチで高精度化する技術について研究を進めている。結晶の表面は気相成長の舞台であるため、原子レベルでの表面構造をできるだけ正確に模擬する必要がある。高並列化に適した第一原理計算コードRSDFTとベイズ最適化ライブラリをスパコン上で組み合わせて、昨年度からGaN(0001)有機金属気相成長におけるGaとHの混合吸着構造を6×6の表面周期で探索してきた。本年度はさらに探索の試行回数を増やし、得られたデータの解析を進めた。その結果、エレクトロン・カウンティング（EC）則を局所的に厳密に満たす安定構造は、昨年度に発見された吸着配置以外にも多数見つかった。さらに、１つの吸着配置に対して、局所EC則の満足の仕方が複数パターンある構造が存在することが分かってきた。この解釈数と安定性の相関についても解析を進めた。一方で、それらと同程度に安定であるにもかかわらず、局所EC則を満たさない吸着配置も多数存在した。以上の解析結果から、(不完全な満足) * (解釈数)によっても、局所EC則の厳密な満足と同程度に安定化するのではないかという仮説が得られた。この仮説に基づき、十分に定量的なデータ駆動モデルを構築することができた。これは、初年度の報告で今後の課題としていた「表面組成・吸着量の変化に対する予測精度を超えて、吸着サイト間の相互作用の精度での安定性予測を可能にする記述子の開発」に相当する。

気phase growth シミュレータをMechanical learning and high-precision technology research and development. The surface of the crystal is the stage for phase growth, and the structure of the surface of the atom is necessary for correct simulation. Highly parallelized first-principles calculations, RSDFT, and optimal optimization of the RSDFT system.からGaN (0001) organic metal deuterium phase growth におけるGa とH の mixed adsorption structure を 6×6 の surface period で Exploration し て き た. This year's exploration of the trial version of the trial has been carried out several times, and the analysis of the research has been carried out.そのRESULT, エレクトロン・カウンティング (EC) をbureau’s に厳米に満This is a stable structure, and most of the products we saw last year are other than the suction configuration.さらに, １つのsorption configuration に対して, Bureau EC rule の満足のofficial side がplural パターンあるstructure がexistent することが分かってきた. The correlation between the number of solutions and the stability of the solution is the analysis of the stability. One side, the same degree of stability, and the same degree of stability, and the EC of the station are all in the same level, and the absorption configuration is mostly there. The above analysis results are not complete (not complete) * (Solution to the number) によっても、Bureau of the EC rule の厳米な満zuと The same degree of stabilization するのではないかという仮说が得られた.この仮说にbasedづき、10にquantitative なデータ駆动モデルをconstruct することができた.これは、First annual report and future issues としていた「Change of surface composition and adsorption amount に対するPredictive accuracy をSuper It is possible to predict the interaction between adsorption and adsorption, and it is possible to predict the accuracy of the interaction between the adsorption and absorption.

项目成果

Exploration of a large-scale reconstructed structure on GaN(0001) surface by Bayesian optimization

通过贝叶斯优化探索 GaN(0001) 表面的大规模重构结构

• DOI: 10.1063/5.0078660
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Kusaba A.;Kangawa Y.;Kuboyama T.;Oshiyama A.
• 通讯作者: Oshiyama A.

IHPP PAS(ポーランド)

IHPP PAS（波兰）

UCL(英国)

伦敦大学学院（英国）

結晶成長デジタルツイン―AI と計算科学からのアプローチ

晶体生长数字孪生——人工智能和计算科学的一种方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 草場彰 ; 久保山哲二 ; 寒川義裕
• 通讯作者: 寒川義裕

Facet stability of GaN during tri-halide vapor phase epitaxy: an ab initio-based approach

三卤化物气相外延过程中 GaN 的面稳定性：一种从头算的方法

• DOI: 10.1039/d0ce01683g
• 发表时间: 2021
• 期刊: CrystEngComm
• 影响因子: 3.1
• 作者: Yosho Daichi;Matsuo Yuriko;Kusaba Akira;Kempisty Pawel;Kangawa Yoshihiro;Murakami Hisashi;Koukitu Akinori
• 通讯作者: Koukitu Akinori