講義概要
第一原理計算やマテリアルズ・インフォマティクスを活用し、有用な性質を持つ新規材料を実験に先立ってデザインする研究が盛んである。本講義では実践的に物質デザインに活用できる高度な第一原理計算やマテリアルズ・インフォマティクスの基礎と応用を体系的に学ぶ機会を提供する。
第一回と第二回ではベイズ最適化を代表とするブラックボックス最適化の基礎・応用と機械学習によるシミュレーションの高度化を解説する。また第三回から第八回の講義では磁性材料、半導体材料、熱物性に焦点をあてて適切な第一原理手法とマテリアルズ・インフォマティクスと連携した高度な活用事例を解説する。
講義スケジュール
※2022年度の講義はZoomによりオンラインにて開講いたします。
| 2022年9月開講（90分 × 8回） | |
|---|---|
| 9月 9日（金）14:00-17:15 | 第1回、第2回 田村亮（物質・材料研究機構） |
| 9月 16日（金）14:00-17:15 | 第3回、第4回 福島鉄也（東京大学） |
| 9月 22日（木）14:00-17:15 | 第5回、第6回 熊谷悠（東北大学） |
| 9月 30日（金）14:00-17:15 | 第7回、第8回 南谷英美（大阪大学） |
講義内容
| 講義内容(若干の内容変更の可能性あり) | ||
|---|---|---|
| 第1回 | ブラックボックス最適化 | 機械学習の力を使って、次に行うべき実験・シミュレーションを適切に提案できる手法が、ベイズ最適化を代表としたブラックボックス最適化であり、ブラックボックス最適化の基礎・応用事例を解説する。 |
| 第2回 | シミュレーション技術と機械学習 | 物性科学・材料科学におけるシミュレーションの高度化を機械学習により実現した事例を紹介する。具体的には、有効ハミルトニアン推定、MDシミュレーション解析を題材とする。 |
| 第3回 | 第一原理電子状態計算 | 密度汎関数理論、KKRグリーン関数法、不規則系材料、シングルサイト近似 |
| 第4回 | 磁性材料の探索 | 磁性の基礎、電子状態と磁性、計算物性データベース、スパコンを用いた物性データ創出 |
| 第5回 | 第一原理計算の材料科学への応用I | 表面、光吸収係数、点欠陥特性などの半導体特性への応用 |
| 第6回 | 第一原理計算の材料科学への応用II | ハイスループット計算と計算材料データベースの構築、全自動計算の試みと課題 |
| 第7回 | 格子物性の第一原理計算 | フォノンの物理、電子フォノン相互作用、密度汎関数摂動理論、物性予測への応用 |
| 第8回 | 熱物性と第一原理計算 | 格子熱伝導率と非調和効果、ボルツマン方程式に基づいた第一原理計算、機械学習ポテンシャルの応用、乱れた系での格子熱伝導率 |
定員
120名程度（最大240名程度）
受講対象および費用
■受講対象：
1）本プログラム「高度人材育成事業」にご入会の企業（＝連携機関）の方
※「高度人材育成事業」のお申込みに関する詳細については、こちらをご参照ください。
2）学部学生、修士・博士課程学生、大学・国立研究機関等に所属する研究者等
■費用：
1）企業（営利団体）にご所属の方：受講者1名あたり100,000円（消費税別途）
※「高度人材育成事業」の参加費として申し受けます。
2）大学、国立研究機関等（非営利団体）にご所属の方：無料
受講にあたり必要な知識
学部４年生程度の量子力学及び固体物理学の知識
受講に際しての諸注意
・企業にご所属の方は、まずは「高度人材育成事業」へ入会お申込みの上、受講をお申し込みください。
・原則、全回参加が望ましいが、部分的な受講も可。
・講義資料は参加申込者のみに配布。チャットツールSlackにて質問を受け付けます。
受講申込期限
2022年9月2日（金）正午
（240名を超えた場合、期限前にお申込を締め切らせていただきます。）
事前申込制。受講生が定員を大幅に上回る場合は、1）連携機関としてお申込みの企業の方、2）博士課程学生、3）修士課程学生および学部生、4）大学・国立研究機関等に所属する研究者等の優先順位とする。
お申込方法
お申し込み受付は終了しました。
大学、国研等にご所属の方はオレンジのボタンより、連携機関としてお申込み済みの企業の方は黄緑のボタンよりそれぞれお申込みください。
主催
主催：東京大学物性研究所 計算物質科学高度人材育成・産学マッチングプログラム(MP-CoMS）
後援：高度情報科学技術研究機構