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高速データ解析で极薄膜物质の原子配列解析を加速

?全反射高速阳电子回折における新しいデータ解析法の导入?

概要

　鸟取大学工学部机械物理系学科?同大学同学部先进机械电子システム研究センターの星健夫准教授（兼任：高エネルギー加速器研究机构物质构造科学研究所客员准教授）、同大学大学院博士前期（修士）课程の阪田大志郎氏、高エネルギー加速器研究机构（KEK）物质构造科学研究所（IMSS） 低速陽電子実験施設（SPF=Slow Positron Facility）の望月出海助教?兵头俊夫协力研究员（东京大学名誉教授）、九州大学工学研究院エネルギー量子工学部门の田中悟教授、同大学大学院修士课程の尾家翔太郎氏、东京大学総合文化研究科の福岛孝治教授の共同研究グループは、测定データに対する新しい解析法を提案し、スーパーコンピュータを用いて、SPFにおける先端実験である全反射高速阳电子回折法（TRHEPD 法、トレプト法）（図1）のデータ解析で、その有用性を実証しました。TRHEPD 法は物质最表面や极薄膜物质の原子配列の超高精度解析法です。本研究により、高速かつ自动的にデータ解析する计算手法が确立されました。今后、革新的化学反応触媒?超高速情报処理ナノデバイスなどの开発に必要な原子配列解析の加速が期待されます。

　本研究成果は、エルゼビア社が発行する「Computer Physics Communications」誌のオンライン版に10月4日に掲载されました。

※详细はプレスリリース（笔顿贵1惭叠）をご覧ください。

研究展望

　本研究には2つの展望があります。1つは、実験手法上の発展です。TRHEPD法による高精度な测定データの高速な解析が确立されたことで、原子スケール极薄膜物质の构造（原子座标）测定により、革新的化学反応触媒?超高速情报処理ナノデバイスなど、多彩な物质の开発に必要な原子配列解析が促进されます。もう1つは、计算手法の発展です。さらに新しい计算手法开発のほか、サブナノメートルスケール极薄膜物质に対する他测定（表面エックス线回折、低速电子线回折、低速阳电子回折など）にも适用する研究も进んでいます。&苍产蝉辫;

雑誌情报

雑誌名：Computer Physics Communications

タイトル：Data-driven sensitivity analysis in surface structure determination using total-reflection high-energy positron diffraction （TRHEPD）、和訳：全反射高速阳电子回折（TRHEPD）を用いた表面构造决定におけるデータ駆动型感度解析

著者：星健夫1、2、3、阪田大志郎1、 尾家翔太郎4、 望月出海3、 田中悟4、 兵頭俊夫3、 福島孝治5

所属：1鸟取大学工学部机械物理系学科、2鸟取大学工学部附属先进机械电子システム研究センター、3高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 低速陽電子実験施設、4九州大学工学研究院エネルギー量子工学部门、 5 东京大学大学院総合文化研究科

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研究助成

　本研究は、以下の助成を受けています。科研费基盘（B）「超并列マシンを用いた计算统计と测定技术の融合」（代表：星健夫)、科研费基盘（C）「全反射高速阳电子回折によるチタニア表面の光照射反応におけるモルフォロジ変化の解明」（代表：望月出海）、科研费基盘（C）「全反射高速阳电子回折によるSi(111)7×7再構成表面の原子座標の決定」（代表：兵頭俊夫）、科研费基盘（A）「物理学?情报科学に共通する大规模行列関数の総合的数値计算法の创成」（代表：曽我部知広）、文科省ポスト「京」プロジェクト重点课题（7）「次世代の产业を支える新机能デバイス?高性能材料の创成」（代表：常行真司)。