1: 2016/06/22(水) 11:20:05.90 ID:CAP_USER
東京工業大学(東工大)は6月21日、マテリアルズ・インフォマティクスと実験の連携により、希少元素を使わずに赤く光る新窒化物半導体を発見したと発表した。

同成果は、東京工業大学科学技術創成研究院フロンティア材料研究所/元素戦略研究センター 大場史康教授、平松秀典准教授、細野秀雄教授、京都大学大学院工学研究科 日沼洋陽特定助教、田中功教授らの研究グループによるもので、6月21日付けの英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。

計算科学、データ科学、合成・評価実験およびこれらを連携した手法により、膨大な数の物質の評価を行い、その結果に基づいて新物質や新機能を開拓することを目指した「マテリアルズ・インフォマティクス」が、米国をはじめ世界各国で盛んになりつつある。今回、同研究グループは、量子力学の基本原理に基づいた第一原理計算によるマテリアルズ・インフォマティクスと高圧合成実験を連携させることで、新たな窒化物半導体を探索した。

窒化物は半導体としての応用に適した電子・光学物性だけでなく、地球上に豊富に存在する窒素の化合物というメリットを持つ。しかし、現在実用化されている窒化物半導体は、緑色や青色、紫外線の発光ダイオードに用いられる窒化ガリウム(GaN)と、窒化インジウム(InN)または窒化アルミニウム(AlN)との固溶体にほぼ限定されている。GaN-InN固溶体では、赤色、黄色の発光デバイスや、太陽電池に必要な波長領域をカバーするのは困難であり、また、既存の赤色や黄色の発光ダイオードには、高コスト、希少、あるいは使い捨てや廃棄が容易でない元素が使用されているという課題があった。

そこで、同研究グループは、伝導キャリアの輸送に有利な電子構造の観点から、亜鉛(Zn)を含む3元系窒化物半導体に着目。既知および仮想的な物質を含む583種類の候補物質のリストを作成した。さらに、この候補物質を対象に、格子振動、3元系状態図における競合相に対する安定性や、バンドギャップ、有効質量などの基礎物性を条件に、計算スクリーニングを実行し、21種類の窒化物半導体を選定した。


第一原理計算を用いた窒化物半導体のスクリーニングの概念図。既知・仮想的な物質の結晶構造、安定性、特性を高精度に予測し、候補を絞った計算スクリーニングにより選定された21種類の窒化物半導体。

続きはソースで

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※画像はイメージで本文と関係ありません

http://s.news.mynavi.jp/news/2016/06/22/053/index.html
第一原理計算を用いた窒化物半導体のスクリーニングの概念図。既知・仮想的な物質の結晶構造、安定性、特性を高精度に予測し、候補を絞った
http://news.mynavi.jp/photo/news/2016/06/22/053/images/003l.jpg
計算スクリーニングにより選定された21種類の窒化物半導体。(I)既知の半導体。これらが的確に選ばれたことは今回のスクリーニング手法の妥当性が示されたといえる (II)合成の報告はあるものの、半導体としての応用が未開拓な物質 (III)合成の報告すらない新物質
http://news.mynavi.jp/photo/news/2016/06/22/053/images/004l.jpg
合成実験のターゲットとなったCaZn2N2
http://news.mynavi.jp/photo/news/2016/06/22/053/images/005l.jpg

引用元: 【MI】赤く光る新しい窒化物半導体を計算で予測し、高圧合成実験で発見 - 東工大©2ch.net

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6: 2016/06/22(水) 11:47:33.17 ID:2MTRGWzo
これだけきちんと予測できれば気持ちいいだろうね
凄いな

7: 2016/06/22(水) 11:49:47.59 ID:j0BIfYVN
すごいね
でも、どうして今までこう言う手法を採らなかったんだろ

37: 2016/06/23(木) 16:31:15.70 ID:X6Huw17e
>>7 1番の理由はコンピューターのコストじゃないかな

12: 2016/06/22(水) 12:43:09.70 ID:lblls05o
計算ってすごいんだ
高校で大っ嫌いだったけど、こんなことができるんだね

14: 2016/06/22(水) 12:47:07.32 ID:zU7JfyKA
東工大ってFランだよな?
よく耳にするが凄いな

17: 2016/06/22(水) 13:00:13.49 ID:rRJoiVaP
>>14
東工大はBランだよ

19: 2016/06/22(水) 13:19:13.76 ID:PrAFc5CN
京大>東工>>>>>>>>東大

東工大は優秀すぎる

21: 2016/06/22(水) 13:32:18.95 ID:aTEII9SX
つまりは、シミュレーションで精神と時の部屋を作って、高速で科学実験を繰り返して新物質をつくった
てこと?

22: 2016/06/22(水) 13:49:16.40 ID:SBFOx+yu
きれいな結晶を作るのが難しいだけじゃないの?

27: 2016/06/22(水) 16:25:18.60 ID:NQpPQDi0
また細野教授かよw
成果出しすぎだろ

・透明酸化物半導体
・無機エレクトライド
・鉄系超伝導体
・赤色発光窒化物半導体 ← NEW!

33: 2016/06/22(水) 22:35:22.23 ID:OlIImAoR
>>27
準備後片付けデータ書記奴隷を100人と予算を890億円付けるべき

28: 2016/06/22(水) 16:54:42.54 ID:yMwomXFO
東北工業大学?
偏差値大阪工業大くらいか?聞いたことない

ちなみに俺は立命館経済だが

29: 2016/06/22(水) 17:33:10.65 ID:TNb0h1Bp
>>28
ちょっと病院行ってこい

31: 2016/06/22(水) 21:16:10.70 ID:MrwR0M1P
>>28
立命館…

30: 2016/06/22(水) 19:26:37.59 ID:eyUFBEj6
やべー
科学の進歩が加速するー

34: 2016/06/22(水) 23:18:16.01 ID:nwPSxyFc
この手法で室温超伝導もできひんの?

38: 2016/06/28(火) 01:15:43.91 ID:/035rIHa
予測が外れた時は、何も発表しないことにすれば、
発表されたものについては、予測は当っていることになる。

これは地震予知では良くある話し。

40: 2016/06/28(火) 05:34:55.28 ID:FLybP+sA
>>38
物質の性質の理論計算については、どんな物のどんな性質で
どの計算方法があたりどの計算方法が外れるか、論文が山ほどある。

39: 2016/06/28(火) 03:35:12.99 ID:9Rw5mjww
これかな
たしかに赤く光っているな
http://www.titech.ac.jp/news/2016/035528.html

42: 2016/06/28(火) 13:47:37.52 ID:x64gonty
>>39
フォトルミだけで発光ダイオードが作れてないんじゃ、インパクトは薄いけどな

格子欠陥の少ない結晶が作れないとか、P型やN型が作れないとか、理由はいろいろ考えられるが

43: 2016/06/28(火) 14:10:35.19 ID:nVoH3EtR
結晶合成と薄膜成長は普通別グループだしな。

32: 2016/06/22(水) 21:45:31.45 ID:6kR/0z7V
でもお高いんでせう?