Automation of Data-Driven Multidimensional Materials Design and Acceleration of Synthesis for New Materials Discovery

数据驱动的多维材料设计自动化和新材料发现合成加速

基本信息

  • 批准号:
    21H01375
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

この研究提案は最近注目されているハイエントロピー合金を機能性材料として利用するために、データ駆動型材料開発手法(マテリアルズインフォマティクス)とスマート化したハイスループット合成・評価と機械学習など融合させ、機能性材料を探索する試みである。データ駆動型材料開発では大量の多元系材料のデータが必要になる。本研究では、周期律表からスピンにd電子をもつ元素を選び出しBCC構造とFCC構造をKKR-CPA法で計算を行うことで高速な計算を試みた。d電子系を中心として38元素の組み合わせ(38C4~7.4万通り)でハイエントロピー合金(HEA)合金等比率4元系に対して計算を進め、7万件の計算データを蓄積することができた。求める特性をもつハイエントロピー合金の発見のためには効率的な計算が必要である。そのためにここでは多目的ベイズ最適化手法を用いて効率的に目的とする材料のデータを蓄積した。しかし、信頼性のある材料予測のためには、もっと多くのデータが必要であることがわかった。また、ハイエントロピー合金では結晶系を固定しているために、現実的な材料予測にに一部のデータが不適切であることも分かった。そのために、さらなる計算の高速化をめざして、機会学習を用いた原子間ポテンシャル計算を行い、多元系材料の結晶構造を高速に計算する方法の開発を進めた。これらと並行してハイスループット実験を通じて実験データを計算データによるデータベース構築も進めた。
こ の research proposal は attention recently さ れ て い る ハ イ エ ン ト ロ ピ ー alloy を functional material と し て using す る た め に, デ ー タ 駆 dynamic type material 発 technique (マ テ リ ア ル ズ イ ン フ ォ マ テ ィ ク ス) と ス マ ー ト change し た ハ イ ス ル ー プ ッ ト, synthetic evaluation, 価 と rote learning な ど fusion さ せ, functional materials を explore す る try み で あ る . Youdaoplaceholder0 タ駆 タ駆 dynamic materials development で で a large number of <s:1> multi-component materials <s:1> デ デ タが タが necessary になる. This study で は, periodic law table か ら ス ピ ン に d electronic を も つ element を び from し BCC structure と FCC を KKR で CPA method calculating を line う こ と で な high-speed computing を try み た. D an electronics を center と し て element み の group and 38 わ せ (38 c4 ~ 7.4 wantong り) で ハ イ エ ン ト ロ ピ ー alloy (HEA) alloy such as ratio of 4 yuan に し seaborne て を into め calculation, 70000 の デ ー タ を accumulation す る こ と が で き た. O め る features を も つ ハ イ エ ン ト ロ ピ ー alloy の 発 see の た め に は な the working rate calculation が necessary で あ る. そ の た め に こ こ で は multi purpose ベ イ ズ optimization technique を with い て sharper rate に purpose と す る material の デ ー タ を accumulation し た. し か し, letter 頼 の あ る materials can be の た め に は, も っ と more く の デ ー タ が necessary で あ る こ と が わ か っ た. ま た, ハ イ エ ン ト ロ ピ ー alloy で は crystal system を fixed し て い る た め に, now be な materials can be に に a の デ ー タ が not appropriate で あ る こ と も points か っ た. そ の た め に, さ ら な る high speed computing の を め ざ し を て, the opportunity to study with い た interatomic ポ テ ン シ ャ ル count を い, diverse materials の crystal structure を に high-speed computing す る method の open 発 を into め た. こ れ ら と parallel し て ハ イ ス ル ー プ ッ ト be 験 を tong じ て be 験 デ ー タ を computing デ ー タ に よ る デ ー タ ベ ー ス build も into め た.

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CrySPY: a crystal structure prediction tool accelerated by machine learning
  • DOI:
    10.1080/27660400.2021.1943171
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Yamashita;S. Kanehira;N. Sato;H. Kino;Kei Terayama;Hikaru Sawahata;Takumi Sato;F. Utsuno;Koji Tsuda;Takashi Miyake;T. Oguchi
  • 通讯作者:
    T. Yamashita;S. Kanehira;N. Sato;H. Kino;Kei Terayama;Hikaru Sawahata;Takumi Sato;F. Utsuno;Koji Tsuda;Takashi Miyake;T. Oguchi
Orange Data Miningではじめるマテリアルズインフォマティクス
开始使用 Orange Data Mining 来了解材料信息学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    木野日織;ダム ヒョウ チ
  • 通讯作者:
    ダム ヒョウ チ
Pythonではじめるマテリアルズインフォマティクス
使用 Python 开始了解材料信息学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    木野 日織;ダム ヒョウ チ
  • 通讯作者:
    ダム ヒョウ チ
データ駆動科学による知識獲得―趣旨説明―
通过数据驱动的科学获取知识 - 目的说明 -
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Michiya Mozumi;Masaaki Omura;Ryo Nagaoka;and Hideyuki Hasegawa;木野日織
  • 通讯作者:
    木野日織
因果主導の見方による機能分解ネットワークとマテリアルズ・インフォマティクスの問題の体系的記述
从因果驱动的角度系统描述功能分解网络和材料信息学问题
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    木野 日織;溝口理一郎
  • 通讯作者:
    溝口理一郎
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    長田 貴弘
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利用LiNbO3热释电效应控制石墨烯电性能的研究
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安原 雄大;知京 豊裕;小椋 厚志;長田 貴弘
  • 通讯作者:
    長田 貴弘
LiNbO3の極性と焦電効果がグラフェンの電気特性に及ぼす影響
LiNbO3的极性和热释电效应对石墨烯电性能的影响
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安原 雄大;知京 豊裕;小椋 厚志;長田 貴弘
  • 通讯作者:
    長田 貴弘
2次元ソフトウェア信頼性モデルに基づく最適リリース問題に関する一考察
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Reliability assessment methods and optimal bug-fix release problems based on deterministic chaos theory for an open source software
基于确定性混沌理论的开源软件可靠性评估方法及最优bug修复发布问题

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  • 作者:
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    1993
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    $ 10.82万
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  • 资助金额:
    $ 10.82万
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  • 资助金额:
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