ポイント
- 第一原理計算による大規模構造予測を用いて多元系セシウム塩化物を探索。
- 放射光Ｘ線回折による高速スクリーニングにより新規セシウム塩化物の合成に成功。
- 計算と実験の融合で新材料探索の加速に期待。
北海道大学 大学院工学研究院の三浦 章 准教授、忠永 清治 教授、Ｇｏｏｇｌｅ ＤｅｅｐＭｉｎｄのムラタサン・アキョル 博士、エキン・ドッシュ・キュベック 博士、広島大学 大学院先進理工系科学研究科の森吉 千佳子 教授、高輝度光科学研究センターの河口 彰吾 主幹研究員、京都大学 大学院工学研究科の陰山 洋 教授、産業技術総合研究所の李 哲虎 首席研究員らの研究グループは、大規模第一原理計算（量子力学の基本原理に基づいた理論計算）による計算予測とその場Ｘ線回折、中性子回折、電子回折を用いて、効率的な新規化合物探索手法を提案しました。
近年の大規模計算によって、莫大（ばくだい）な数の安定化合物の結晶構造予測がなされ、広範な材料探索空間が提唱されています。しかし、これらの構造の多くは実験的に合成されていないものが大半であり、効率的に探索するための計算科学と実験を組み合わせた手法は必要不可欠です。本研究では、半導体および蛍光材料として盛んに研究されている多元系セシウム塩化物をターゲットとして新規化合物の発見を目指し、大規模第一原理計算と放射光Ｘ線回折によるスクリーニング、中性子回折および電子顕微鏡観察による構造解析によって、３種類の新規セシウム塩化物を発見しました。本手法は、探索的な材料科学やハイスループット実験の分野における展開が期待できます。
なお、本研究成果は現地時間２０２４年１０月１６日（水）公開の「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ」に掲載されました。
本研究の一部は、日本学術振興会 科学研究費補助金（ＪＰ２０ＫＫ０１２４）、科学技術振興機構（ＪＳＴ） さきがけ（ＪＰＭＪＰＲ２１Ｑ８）の支援を受けて行われました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（１．１４ＭＢ）
＜論文タイトル＞
- “Efficient Exploratory Synthesis of Quaternary Cesium Chlorides Guided by In Silico Predictions”
- ＤＯＩ：10.1021/jacs.4c10294
＜お問い合わせ先＞
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北海道大学 大学院工学研究院 准教授
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