J-OCTA特別セミナー 「第一原理計算を用いた材料設計の基本と最新動向」

「J-OCTA／SIESTAの機能と今後の展望」

株式会社JSOL

J-OCTAの第一原理計算機能であるSIESTAモデラについて、これまでの取り組みと今後の展望について説明いたします。弊社での取り組みに加えて、企業でのSIESTAの利用についてもご紹介します。

「第一原理計算による材料設計の基礎と応用」

横浜市立大学 特任教授
山下 晃一 様

第一原理計算による材料設計の基礎として、密度汎関数法とバンド計算の考え方、また実際にどのような物理量、物理化学的過程について計算できるのかを概説します。具体的応用例として、（1）分子動力学と密度汎関数法を用いた、有機太陽電池のドナー（P3HT）・アクセプター（PCBM）界面における構造揺らぎに由来するバンドベンディングについて、（2）非平衡グリーン関数法と密度汎関数法を組み合わせた第一原理輸送計算による、電荷輸送における有機（PTCDA）/金属（Ag(111)、Al(111)）界面状態の役割とI—V特性、について紹介します。

「SIESTA: Recent developments and applications」

Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia
Professor
Ordejon Pablo様

This talk will present some recent developments of the SIESTA package for DFT simulations in complex materials. In particular, I will focus on: (1) Developments of the TranSIESTA package to compute electronic transport in nanomaterials and nanodevices, and its extension to treat problems related to electrochemical systems where an electrolyte is in contact with electrified metallic surfaces; (2) Thermal conductivity of materials, where several methods have been implemented in the SIESTA suite, and (3) Efforts for the massive parallelization of SIESTA to take profit of the most advanced HPC environments including the future exascale infrastructures. I will also hint on some of the most interesting developments in DFT, linking to Machine Learning potentials and to workflows in exascale environments, materials databases and data analytics for enhanced and accelerated materials discovery.

休憩

「第一原理計算と反応速度論を基礎とした汎用触媒活性手法の開発とメタン転換反応への応用」

東京工業大学 准教授
石川 敦之 様

本講演では、物質の構造情報から反応速度論的情報を得ることのできる第一原理計算と、反応速度論さらには化学工学のシミュレーション技法を融合することでどのような材料に対しても触媒活性を予測することのできる手法を紹介します。
さらに、既存のメタン触媒を改善する指針を提示したり新たな触媒候補を理論的に提案することで、新たなメタン転換触媒の開発過程について紹介します。

「第一原理計算を利用したリチウムイオン電池の解析～液LIBから全固体電池まで～」

富士フイルム株式会社
奥野 幸洋 様

第一原理計算を利用したリチウムイオン電池の解析に関して
1）電解液や添加剤の反応解析とそれに伴うSEI形成のメカニズム（液LIB）
2）固体電解質と電極材料の界面の反応性やLi伝導性（全固体電池）
を初心者にもわかりやすく解説します。

「Materials design with Atomistic Simulation Advanced Platform (ASAP)」

SIMUNE Atomistics

ASAP is a platform for materials design and modeling materials properties from atomistic principles. The platform features several automated workflows designated to model and perform analysis of structural, chemical, electronic, dynamic, mechanical, optical and transport properties of a wide range of systems such as oxide electronics, FET, MOSFET, OLED devices, modern catalysts, nanosensors. This presentation gives an overview of the recent capabilities of ASAP related to high throughput calculations with local and remote jobs control. We demonstrate ASAP performance with localised basis set (SIESTA) and plane wave (Quantum Espresso) DFT solvers. An overview of advanced ASAP functionalities such as the workflow for evaluation of electronic nano-transport properties based on Non Equilibrium Green's Functions formalism (NEGF) will be presented.