- Address
- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
コンビナトリアル、半導体、酸化物、金属、集積回路
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Asahiko Matsuda, Takashi Teramoto, Takahiro Nagata, Dominic Gerlach, Peng Shen, Shigenori Ueda, Takako Kimura, Christian Dussarrat, Toyohiro Chikyow. NF3 and F2 gas fluorination of GaN surface and Pt/GaN interface analyzed by hard X-ray photoelectron spectroscopy. Applied Surface Science. 659 (2024) 159941 10.1016/j.apsusc.2024.159941
- 柳生 進二郎, 吉武 道子, 長田 貴弘, 知京 豊裕. 多評価自動計測のためのマテリアルシーケンサー開発. Journal of Surface Analysis. (2021) 35-45 10.1384/jsa.28.35 Open Access
- ユンキョンソン, 松本祐司, CHIKYO, Toyohiro, 川崎雅司, 鯉沼秀臣. Growth of NBCO Single Crystal Thin Films by Tri-Phase Epitaxy. Advances in Superconductivity. ()
書籍
- 知京 豊裕, 木野 日織, 小山 幸典. マテリアルズインフォマティクスの動向. ㈱シーエムシー・リサーチ, 2020, 11.
- 長田 貴弘, 知京 豊裕. Combinatorial Synthesis Applied to the Development of Thin Film Materials for Nano-electronics. CRC Press, 2021, 20.
- HAYAKAWA, Ryoma, CHIKYO, Toyohiro, WAKAYAMA, Yutaka. Quantum Molecular Devices Toward Large-Scale Integration. NIMS Monographs: System-Materials Nanoarchitectonics. Springer Nature, 2022, 15.
会議録
- 知京豊裕. 環境・エネルギー問題とナノエレクトロニクス. 第3回分科会合同研究会資料. (2008) 1-9
- KAWAKITA, Jin, CHIKYOW, Toyohiro. Conductive Polymer/Metal Composite for Filling of TSV. ECS TRANSACTIONS. (2017) 205-214
- KAWAKITA, Jin, CHIKYOW, Toyohiro. Polymer / Metal Composite for Flexible Interconnect. Proceedings of ICEP2017. (2017) 359-362
口頭発表
- Tomoe Yayama, Nanami Iba, NAGATA, Takahiro, CHIKYO, Toyohiro. Fluorine termination on dangling bonds of gallium nitride surfaces and defects. The 14th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-14) . 2023
- 柳生 進二郎, 吉武 道子, 長田 貴弘, 知京 豊裕. サンプルマルチ診断のためのマテリアルシーケンサー開発. AIロボット駆動科学シンポジウム2023. 2023
- NAGATA, Takahiro, 宝賀 剛, YAMASHITA, Akihiro, CHENG, Hao, YAGYU, Shinjiro, 小椋 厚志, CHIKYO, Toyohiro. Electronic state modification of (GaxIn1-x)2O3 solid solution thin film by combinatorial method. The 1st KOSEN International Research Symposium (KRIS2023). 2023 招待講演
その他の文献
- 早川 竜馬, 知京 豊裕, 若山 裕. 機能性分子を量子ドットに用いた共鳴トンネルデバイス. Molecular Electronics and Bioelectronics 応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会 会誌. (2018) 68-71
- 室町 英治, 藤田 高弘, 藤田 大介, 村川 健作, 山内 泰, 三石 和貴, 川喜多 磨美子, 岩井 秀夫, 大久保 忠勝, 川喜多 仁, 北澤 英明, 木本 浩司, クスタンセ オスカル, 倉橋 光紀, 後藤 敦, 坂口 勲, 坂田 修身, 櫻井 健次, 張 晗, 篠原 正, 清水 禎, 清水 智子, 志波 光晴, 鈴木 拓, 関口 隆史, 丹所 正孝, 知京 豊裕, 長田 貴弘, 野口 秀典, 端 健二郎, 宝野 和博, 柳生 進二郎, 山下 良之, 吉川 元起, 吉川 英樹, 吉武 道子, 渡邉 賢, 渡邊 誠. 材料イノベーションを加速する先進計測テクノロジーの現状と動向 物質・材料研究のための先進計測テクノロジー. 調査分析室レポートNIMS-RAO-FY2016-3 [ISBN] 978-4-9900563-7-7. 1 (2016) 42-51
- 室町 英治, 藤田 高弘, 藤田 大介, 村川 健作, 山内 泰, 三石 和貴, 川喜多 磨美子, 岩井 秀夫, 大久保 忠勝, 川喜多 仁, 北澤 英明, 木本 浩司, クスタンセ オスカル, 倉橋 光紀, 後藤 敦, 坂口 勲, 坂田 修身, 櫻井 健次, 張 晗, 篠原 正, 清水 禎, 清水 智子, 志波 光晴, 鈴木 拓, 関口 隆史, 丹所 正孝, 知京 豊裕, 長田 貴弘, 野口 秀典, 端 健二郎, 宝野 和博, 柳生 進二郎, 山下 良之, 吉川 元起, 吉川 英樹, 渡邉 賢, 渡邊 誠. 材料イノベーションを加速する先進計測テクノロジーの現状と動向. 調査分析室レポート. (2016) 73-89
所属学会
応用物理学会, 日本金属学会
マテリアル基盤研究センター
自律的材料合成と新材料開発
機能性材料,自律的,インフォマティクス,ハイスループット実験,スパッタ
概要
機能性デバイスを実現する材料は多くの要素を同時に満たすことが求められる。そのために組成は多元化しプロセス条件も制限されている。このような状況下で新しい機能性材料開発を加速するためには、これまでにはない方法が必要である。NIMSではデータ駆動型手法を使って仮想空間で材料開発を進めてきた。ここでは、それを拡張して、自動計算と機械学習などのデータ駆動型手法を使って対象とする材料探索空間を拡張し、その中から有望な領域についてハイスループット合成・評価で実データを蓄積し、さらに次の計算・実験をデザインする。この材料探索ループを回すことで自律型材料探索の手法の開発をその有効性を実証する。
新規性・独創性
● 第一原理計算の自動化による材料探索空間の拡張とデータベース作成
● ハイスループット合成・評価条件の自動取得とデータベース化
● 機械学習・ベイズ最適化による自律実験デザイン
● 自律的材料探索手法の開発(Discovery Loop)
● これまでより100倍効率的な材料開発
内容
第一原理計算の自動化で多元系金属間化合物であるハイエントロピー合金の組成と磁化特性、電気特性を含む各種特性を計算しデータベース化した。ここでは開発したアルゴリズムを使い自律的に構成元素を選択しFCCとBCCの結晶構造を仮定した場合の各種特性が自動計算される。このデータベースを使い、求める特性の材料の組成を機械学習で求めた。この中から有望な組成と構成元素をスパッタ法を使ったハイスループット合成で実際に作製し、各種計測装置で磁化特性や電気伝導性を計測した。自動計算とハイスループット合成条件、各種計測結果のデータはサーバーに蓄積され、機械学習やベイズ最適化で次の探索すべき材料空間を求めた。この過程を繰り返すことで求める電気抵抗を示す4元系ハイエントロピー合金を見つけることができた。今後は、一連の作業を自動化することで自律的材料探索が可能になると期待される。この方法は半導体関連材料や機能性薄膜材料などの開発に適用できると期待される。
まとめ
自動計算による材料探査空間の拡張、ハイスループット実験による実空間材料探索、データ駆動型手法による材料予測が新材料探索に有効であることを実証した。これからの材料開発は多元化すると同時に高機能化が求められ、材料探索空間は拡大する。この社会的要求にたいして、この方法は次世代半導体材料開発,機能性材料開発などに展開できると期待される。