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    最近の投稿論文を紹介します。（過去のものは研究者情報）

    フッ化物シャトル電池の正極組織制御

    　次世代車載用電池として開発が進められているフッ化物シャトル電池について、正極活物質であるCuとフッ化物イオンの伝導経路となるLaの微細構造を、急冷凝固装置を用いた組織制御により作成する方法を開発した。

    Microstructure control and its observation of rapid solidification Cu–La alloy for the development of fluoride-ion batteries

    S. Zhu, H. Akamine, Y. Nagahata, T. Tojigamori, H. Miki, Y. Zhang, T. Tokunaga, S. Iikubo

    Journal of Alloys and Compounds 930, 5, 2023, 167447

    ペロブスカイト熱電材料の巨大歪加工

    　巨大歪加工により、有機無機ペロブスカイトMASnI3の構造安定性、電気伝導率、ゼーベック係数が向上し、熱電特性が向上することを見出した。また第一原理計算により、キャリア移動度とキャリア濃度が電気伝導率とゼーベック係数に与える影響を明らかにした。

    Structural and thermoelectric properties of CH3NH3SnI3 perovskites processed by applying high pressure with shear strain

    Q. Wang, Y. Tang, Z. Horita, S. Iikubo

    Materials Research Letters, 2022, 10, 8, 521-529

    鉛フリーペロブスカイト太陽電池の探索

    　環境問題に配慮した鉛を含まない有機無機ペロブスカイト太陽電池について計算科学を用いた探索を行った。MASnI3にさまざまな添加元素をドープして、光電変換効率を向上させる可能性のある添加元素を提案した。

    Structural stability and optical properties of tin- based iodide perovskite

    A. Ide, S. Iikubo, K. Yamamoto, Q. Shen, K. Yoshino, T. Minemoto, and S. Hayase

    Japanese Journal of Applied Physics 61, 031003 (2022)

    有機無機界面を利用した界面熱伝導の抑制

    　新規な熱電材料を開発する目的で、Bi2Te3とCH3NH3SnI3の界面で熱伝導が抑制される効果について計算科学により詳しく調べた。Diffuse mismatch modelを用いた計算結果では、この界面で熱伝導が大きく抑制され、熱電材料として有用であることが示された。

    Electronic structure and thermal conductance of the MASnI3/Bi2Te3 interface: a first‐principles study

    M. Morimoto, S. Kawano, S. Miyamoto, K. Miyazaki, S. Hayase, and S. Iikubo

    Scientific Reports volume 12, Article number: 217 (2022)

    ハライドペロブスカイトの熱伝導と原子間結合の関係

    　ハライドペロブスカイトは低い熱伝導を示すことが知られている。自己無撞着フォノン(SCPH)法を用いて、ハライドペロブスカイトの格子熱伝導を計算し、低熱伝導の起源について調べた。ハロゲンイオンの違いによって格子熱伝導が単純ではない変化を示すことを見出した。またこの原因は、原子間の結合性の違いによるものである可能性を指摘した。

    Effect of Halogen Ions on the Low Thermal Conductivity of Cesium Halide Perovskite

    S. Kawano, T. Tadano,  S. Iikubo

    J. Phys. Chem. C 2021, 125, 91–97.

    熱電変換材料Bi2Te3の表面の電子状態

    　優れた熱電特性を示すBi2Te3を利用した界面による熱制御を目的として、Bi2Te3の表面の電子状態について、第一原理計算により明らかにした。

    Structural stability and electronic property evaluations for different Bi2Te3 (0 0 1) termination surfaces

    M. Morimoto, S. Kawano, K. Miyazaki, S. Iikubo

    Applied Surface Science Volume 525, 30 September 2020, 146454

    有機無機ペロブスカイトの熱電特性計算

    　有機無機ペロブスカイトの熱電応用を目指して、安定な固溶状態のペロブスカイト化合物をクラスター展開法により探索し、それらの熱電特性を第一原理計算により明らかにした。

    First-principles study of thermoelectric properties of mixed iodide perovskite Cs(B,B’)I3 (B, B’ = Ge, Sn, and Pb)

    K. Yamamoto , G. Narita , J. Yamasaki , S. Iikubo

    Journal of Physics and Chemistry of Solids 140 (2020) 109372

    長周期積層構造の形成メカニズム計算

    　優れた強度を示す長周期積層(LPSO)マグネシウム合金について、第一原理計算とSolid-state nudged elastic band (SSNEB)法を用いて、LPSO構造の形成メカニズム、積層欠陥導入の要因を調査した。

    Role of substituted atoms on stacking fault formation in long-period stacking ordered system

    S. Kawano, S. Iikubo, and H. Ohtani

    Computational Materials Science 171 (2020) 109210.

    鉄のFCC→HCP変態に対する水素の影響

    　水素の導入によるマルテンサイト変態の抑制メカニズムを解明する目的で、水素を配置したFCC-FeとHCP-Feの安定性について調べた。第一原理計算とSolid-state nudged elastic band (SSNEB)法を用いて、構造変態中のエネルギー変化を明らかにした。

    First-principles study of chemical driving force for face centered cubic to hexagonal close packed martensitic transformation in hydrogen-charged iron

    Y. Kuroki, S. Kawano, S. Iikubo, H. Ohtani, M. Koyama, and K. Tsuzaki

    Metall and Mat Trans A (2019) 50:3019-3023

    有機無機ペロブスカイトの不純物効果

    　有機無機ペロブスカイトが不純物の影響により電気伝導度が大きく変化することが実験的に報告されたことから、その起源について調べた。有機無機ペロブスカイトに不純物元素を導入した結晶構造モデルを作成し、第一原理計算とCOHP解析を用いて、不純物の安定性と安定化の起源について明らかにした。

    First-principles study of atomic location and its effect on the electronic state of impurity elements in hybrid organic–inorganic perovskites

    J. Yamasaki, S. Iikubo*, K. Yamamoto, K. Tanaka, Y. Ogomi, and S. Hayase

    Journal of Solid State Chemistry 293 (2021) 121785

    鉄鋼材料において水素による異常な変態抑制効果を発見

    　立方晶fcc構造を有する鉄鋼材料において、水素含有量が増加するほど六方晶hcp相の生成が抑制されることを世界で初めて実験的に発見した。

    An unconventional hydrogen effect that suppresses thermal formation of the hcp phase in fcc steels

    M. Koyama, K. Hirata, Y. Abe, A. Mitsuda, S. Iikubo, K. Tsuzaki

    Scientific Reports 8, (2018) 16136.

    鉄中の水素拡散挙動を計算

    　鉄鋼材料における水素の拡散挙動について第一原理計算を用いて調べた。鉄のBCC、FCC、HCP構造に水素を導入し、Nudged Elastic Band(NEB)法を用いて拡散係数を算出した。

    First-Principles Study on Hydrogen Diffusivity in BCC, FCC, and HCP Iron

    K. Hirata, S. Iikubo, M. Koyama, K. Tsuzaki, H. Ohtani

    Metallurgical and Materials Transactions A (2018) 4815-9.

    リチウムイオン電池の固体電解質

    　リチウムイオン電池の固体電解質の物質探索を、第一原理計算と進化的アルゴリズムを用いて行った。Li3PS4について、高圧下で新物質の存在を予測した。またP=5 GPaの圧力下で、予測されたδ-Li3PS4が安定化することを圧力下の放射光X線回折実験（SPring-8）で確認した。

    Novel stable structure of Li3PS4 predicted by evolutionary algorithm under high-pressure

    S. Iikubo, K. Shimoyama, S. Kawano, M. Fujii, K. Yamamoto, M. Matsushita, T. Shinmei, Y. Higo, and H. Ohtani

    AIP Advances 8, 015008 (2018)

    ペロブスカイト型太陽電池の材料探索

    　有機無機ペロブスカイトは太陽電池の光吸収層として優れた性質を示す。第一原理計算とクラスター展開法を用いて、有機無機ペロブスカイトの部分置換系の安定性を調査した。

    Structural Stability of Iodide Perovskite: A Combined Cluster Expansion Method and First-Principles Study

    K. Yamamoto, S. Iikubo, J. Yamasaki, Y. Ogomi, and S. Hayase

    J. Phys. Chem. C (2017), 121, 27797−27804

    硫黄を使った鉄鋼の特性制御のための計算状態図作成

    　鉄鋼材料の特性を硫黄で制御することが行われており、状態図は有用な情報をもたらす。第一原理計算を使ってギブスエネルギーを決定し、CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)法により、任意の組成比、温度における計算状態図を作成した。

    Thermodynamic assessment of Fe–Ti–S ternary phase diagram

    K. Hirata, S. Iikubo, H. Fujimoto, H. Ohtani

    CALPHAD 57 (2017) 62–77

    リチウムイオン電池の固体電解質

    　Li10GeP2S12はリチウムイオン電池の固体電解質として実用化が進められている。古典分子動力学を用いてLi10GeP2S12におけるリチウムイオンの拡散挙動を詳しく調べた。

    Molecular dynamics study of the diffusion behaviour of Li in Li10GeP2S12

    S. Kawano, and S. Iikubo

    Pertanika J. Sci. & Technol. 25 (1): 247 – 254 (2017)