相澤 直矢

励起状態のゆらぎの制御による有機EL材料の革新

グラント番号：JPMJCR2541

研究代表者

相澤 直矢

主たる共同研究者

伊澤 誠一郎	東京科学大学 総合研究院　准教授
岡本 翔	筑波大学 数理物質系　特任助教
原渕 祐	北海道大学 総合イノベーション創発機構　特任教授

研究概要

励起状態のポテンシャルエネルギー面上の構造ゆらぎは、有機分子材料の光物理・化学特性を支配する重要な因子です。本研究では、機械学習ポテンシャルを活用し、励起状態の構造ゆらぎの自在制御を目指します。新材料の理論計算、合成、計測、デバイス応用を組織体制で行い、持続可能社会に寄与する希少金属フリーの次世代有機ELデバイスを実現します。

芥川 智行

イオン・分子ゆらぎの化学的制御による非線形応答機能の創出

グラント番号：JPMJCR2542

研究代表者

芥川 智行

主たる共同研究者

栗原 拓也	金沢大学 理工研究域　助教
谷口 卓也	早稲田大学 データ科学センター　准教授
綱島 亮	山口大学 大学院創成科学研究科　准教授
福井 智也	東京科学大学 総合研究院　助教

研究概要

液晶やプラスチッククリスタルなどの分子集合体中におけるイオンと分子配向のゆらぎを設計・制御することで、革新的な非線形応答機能（電場-分極多重ヒステリシス、多重メモリスタ応答）を実現する。出力される非線形性を特徴づける応答関数（周波数・温度・抗電場・残留分極など）を自在に操る材料設計手法を、イオン変位・キラリティ導入・コンフォメーション変化などによる「ゆらぎの相互作用の化学的制御」から提案する。

陰山 洋

浅ポテンシャルに基づく極性材料設計と機能開拓

グラント番号：JPMJCR2543

研究代表者

陰山 洋

主たる共同研究者

組頭 広志	東北大学 多元物質科学研究所　教授
本郷 研太	北陸先端科学技術大学院大学 情報社会基盤研究センター　准教授
柳澤 達也	北海道大学 大学院理学研究院　教授

研究概要

強誘電体などの極性無機材料は半導体産業を支えてきたが、技術の成熟により新たな設計指針が求められている。本提案では、浅ポテンシャルランドスケープに起因する状態の遷移容易性（＝ゆらぎ）に着目し、分子イオンによる局所対称性の不整合と、極性相と非極性相の競合を設計原理とした新たな極性無機材料を創出する。ゆらぎの活用により、省エネ駆動や新原理機能の実現を通じて、極性材料科学の新展開を切り拓く。

片山 郁文

ナノ材料・デバイスにおける超高速ゆらぎの可視化と活用

グラント番号：JPMJCR2544

研究代表者

片山 郁文

主たる共同研究者

秋山 英文	東京大学 物性研究所　教授
柳 和宏	東京都立大学 大学院理学研究科　教授

研究概要

材料やデバイスのゆらぎを活用するためには、ゆらぎの時間的・空間的な波形を可視化し理解した上で、それらの制御手法を開拓することが必要不可欠である。本研究では、リアルタイムテラヘルツオシロスコープ技術とテラヘルツ走査トンネル顕微鏡を組み合わせ、ナノスケール・超高速なゆらぎを可視化する。さらに、それを用いて超高速ゆらぎを理解し制御することで、省エネルギー・高機能が可能な革新的デバイス機能材料を創出する。

清水 研一

動的準安定活性種の時間・空間変動の計測・理論化を基盤とする触媒開発

グラント番号：JPMJCR2545

研究代表者

清水 研一

主たる共同研究者

前田 修孝	九州大学 カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所　准教授
峯 真也	産業技術総合研究所 材料・化学領域　研究員

研究概要

触媒表面上の活性種の時間・空間ゆらぎの学理を構築し、非定常条件下での革新触媒設計に応用する。周期的な温度・濃度変動条件下のオペランド分光により極微量活性種の動的挙動と触媒性能を同時に測定する。膨大なスペクトルデータの機械学習や高速理論計算によるモデル化を経て、周期的な変動条件下で触媒性能の最大化を可能にする材料・プロセスパラメータを設計し、ゆらぎの学理の触媒分野での有効性を実証する。

早川 晃鏡

ゆらぎ制御による次世代半導体用高分子絶縁材料の創製

グラント番号：JPMJCR2546

研究代表者

早川 晃鏡

主たる共同研究者

青木 裕之	高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所　特別教授
石毛 亮平	東京科学大学 物質理工学院　准教授
吉田 亮	情報・システム研究機構 統計数理研究所　教授

研究概要

高分子に特有な”ゆらぎ”の定量化と制御により、誘電損失と熱伝導性という相反する特性の同時最適化に挑む。分子設計・中性子散乱・分光解析・機械学習を融合し、数十GHz～THz 帯にわたる高周波複合応答領域の物性発現機構の解明と高性能材料創製を目指す。次世代通信やAI 半導体に向けた革新的絶縁材料の新たな科学的基盤を築く。