■第一原理計算とは■第一原理計算からマテリアルズ・インフォマティクスへ 4固固体体電電子子論論研研究究室室 固体電子論研究室■研究のキャッチコピー（30字程度）メイン物性関連物質、新材料、新素材/ナノ、マイクロ第一原理計算からマテりアルズ・インフォマティクスへ私たちが日常目にする磁性や電気伝導、あるいは物質の色といった性質は、物質中の電子によって生み出されています。そしてその電子の運動は、20世紀に発展した量子力学を使ってはじめて理解することが出来ます。この宇宙に存在する100種類以上の元素の個性も量子力学により正しく説明することが出来ます。さらに、その100種類以上の元素の様々な組み合わせより、実に多様な物質が作られますが、その性質もコンピュータの力を借りて量子力学の基礎方程式を忠実に解くことによって解明することが出来ます。このように、コンピュータにより物質中の電子の状態やそれが生み出す性質を研究する手法を、第一原理に基づく研究または第第一一原原理理計計算算とよんでいます。第一原理計算は、物質の個性を正確に評価し、構成元素による違いを理解し予測する唯一の方法として、物理学だけでなく材料科学の分野でも非常に重要な役割を果たしています。第一原理計算は、物質中の電子の状態や、それが生み出す様々な性質について、膨大な情報（ビッグ・データ）を提供します。さらには、元素の組み合わせを変えたりしながらこの宇宙には存在しない物質の性質も計算により予測することが出来ます。こうして得られたビッグ・データを利用して、望ましい特性をもった新たな材料のデザインを目指す「マテリアルズ・インフォマティクス」の研究が始まっています。私たちの研究室では、こうした発展を視野に入れながら、第一原理計算による物性予測や物質探索に取り組んでいます。電子構造の情報に基づく新規触媒物質の探索複雑な構造の基板上に成長した単原子膜の構造予測石石井井 靖靖 教教授授１号館５階１５３０号室第一原理計算からマテリアルズ・インフォマティクスへ物理学科石井 靖教授
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