産総研：アモルファス材料などの不規則な原子配列を表現する数理的手法を創出
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2016/pr20160411/pr20160411.html


ポイント

•多面体や多面体の並び方を短くて分かりやすい数列で表す理論を創出
• 簡潔な構造表現によりアモルファス材料設計の高度化に貢献
• 材料科学の基盤強化だけでなく、数学やデータ科学などの異分野への応用にも期待


概要

　国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター【研究センター長 浅井 美博】物性機能数理設計手法開発チーム 西尾 憲吾 主任研究員、同研究センター 宮崎 剛英 副研究センター長は、アモルファス材料などの不規則な原子の並び方を簡単に表記できる数理的手法を開発した。

　材料の機能を原子レベルで理解するためには、材料を構成する原子の配列を簡潔に表現する手法が必要である。特に、人間が原子の配列パターンを直感的に理解できて、意味のある情報を容易に読み取れる表現法が求められている。しかし、アモルファス材料は原子が不規則に並んでいるため、原子配列を表現することは難しい。不規則原子配列を表現する手法の一つにボロノイ多面体法がある。この方法では、原子をボロノイ多面体に置き換え、ボロノイ多面体が空間を埋め尽くすモデル（これは「ボロノイ多面体によるタイリング」と呼ばれている）として原子配列を表現する。その際の多面体の配列パターンを数列で表現できれば、対応する原子配列を表現したことになり、アモルファス材料などを計算機で取り扱いやすくなるが、これまでそのような手法はなかった。また、孤立した1個の多面体を数列で表現する方法はすでに幾つか提案されているが、異なる多面体が同じ数列をとる、数列の桁数が多いなどの問題があった。

　今回、「多面体は多角形というパーツの組み合わせで構成されて、多面体タイリングは多面体から構成されている」点に着目して、多面体や多面体タイリングを簡潔な数列で表現できる理論を創出した。

　本理論の詳細は、2016年4月11日に英国科学雑誌Scientific Reportsでオンライン公開される。

続きはソースで