研究者詳細 - 安藤　康伸

写真a

アンドウ　ヤスノブ

安藤　康伸

ANDO YASUNOBU

所属

総合研究院化学生命科学研究所准教授

外部リンク

学位

博士（理学）（東京大学）

研究分野

ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性

論文

Fitting of nonnegative physical models based on statistical divergence: application to thermally stimulated depolarization currents

Yasunobu Ando, Shusuke Kasamatsu, Suguru Iwasaki, Yumi Tanaka

Science and Technology of Advanced Materials: Methods 2025年12月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1080/27660400.2024.2441102

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Visualizing Concerted Ion Migration of Superionic Conductors via Directed Graphs

Ryuhei Sato, Yasunobu Ando, Kartik Sau, Yasushi Shibuta

2025年8月

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DOI： 10.26434/chemrxiv-2025-lhl7b

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Capacity Estimation and Knee Point Prediction Using Electrochemical Impedance Spectroscopy for Lithium Metal Battery Degradation via Machine Learning

Qianli Si, Shoichi Matsuda, Yasunobu Ando, Toshiyuki Momma, Yoshitaka Tateyama

Advanced Science 2025年7月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/advs.202502336

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Rolling two-dimensional covalent organic framework (COF) sheets into one-dimensional electronic and proton-conductive nanotubes

Zhuowei Li, Rajendra Prasad Paitandi, Yusuke Tsutsui, Wakana Matsuda, Masaki Nobuoka, Bin Chen, Samrat Ghosh, Takayuki Tanaka, Masayuki Suda, Tong Zhu, Hiroshi Kageyama, Yoshihiro Miyake, Hiroshi Shinokubo, Makito Takagi, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa, Katsuaki Suzuki, Hironori Kaji, Yasunobu Ando, Takahiro Ezaki, 関修平

Proceedings of the National Academy of Sciences 2025年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

<jats:p>
Mimicking the interconvertible carbon allotropes of 2-dimensional (2D) graphene and 1-dimensional (1D) carbon nanotubes (CNTs), herein we report the in situ transformation of 2D π-conjugated covalent organic frameworks (COFs) sheet into 1D nanotubular structures via self-assembly the sheets at solvent interfaces. The facile “roll-sheets” self-assembly resulted in coaxial nanotubes with uniform cross-sectional diameter, which was realized for diazapyrene-based COFs but not for the corresponding pyrene COF, although both possess similar chemical structures. Upon replacing the carbon atoms at 2,7-positions of pyrene with nitrogen, contrasting optical and electronic properties were realized, reflecting the rolled structure of the conjugated 2D sheets. The nanotubes exhibited concerted electronic- and proton-conducting nature with stable conducting pathways at ambient conditions. The nitrogen centers act simultaneously as the site for charge carrier doping and proton acceptors, as evidenced by the high photo- and electrical conductivity, as well as the record proton conductivity (σ = 1.98 S cm
<jats:sup>−1</jats:sup>
) results. The present diazapyrene-based 1D nanotubular COF serves as a unique materials platform with electronic conduction in the wall and proton conduction in the core, respectively.
</jats:p>

DOI： 10.1073/pnas.2424314122

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Asymmetric simple exclusion process with concerted hopping

Takahiro Ezaki, Kai Kihara, Katsuhiro Nishinari, Yasunobu Ando

Physical Review Research 2025年4月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevResearch.7.023068

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Developing a Machine-Learning-based Robotic System for Mixing Solvents

Jingmin Tang, Takeru Nakashima, Masashige Miyamoto, Xiaoni Zhang, Masafumi Horio, Yasunobu Ando, Iwao Matsuda

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 2025年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Surface Science Society Japan

DOI： 10.1380/ejssnt.2025-001

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Surface structure of the 3×3-Si phase on Al(111), studied by the multiple usages of positron diffraction and core-level photoemission spectroscopy

Yusuke Sato, Yuki Fukaya, Akito Nakano, Takeo Hoshi, Chi-Cheng Lee, Kazuyoshi Yoshimi, Taisuke Ozaki, Takeru Nakashima, Yasunobu Ando, Hiroaki Aoyama, Tadashi Abukawa, Yuki Tsujikawa, Masafumi Horio, Masahito Niibe, Fumio Komori, Iwao Matsuda

Physical Review Materials 2025年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.9.014002

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Machine Learning‐Assisted Survey on Charge Storage of MXenes in Aqueous Electrolytes

Kosuke Kawai, Yasunobu Ando, Masashi Okubo

Small Methods 2025年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/smtd.202400062

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Maximum a posteriori estimation for high-throughput peak fitting in X-ray photoelectron spectroscopy

Tarojiro Matsumura, Naoka Nagamura, Shotaro Akaho, Kenji Nagata, Yasunobu Ando

Science and Technology of Advanced Materials: Methods 2024年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1080/27660400.2024.2373046

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Solid-electrolyte-inspired totally asymmetric simple exclusion process with parallel channels and random defects

Kai Kihara, Katsuhiro Nishinari, Yasunobu Ando, Takahiro Ezaki

Physical Review Research 2024年11月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevResearch.6.043210

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機械学習高速自動スペクトル解析ソフト“EMPeaks”について招待査読

永村直佳, 安藤康伸

表面と真空 67 ( 10 ) 500 - 505 2024年10月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1380/vss.67.500

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Diffusion-facilitated transport of self-driven particles in polycrystalline structures

Takahiro Ezaki, Katsuhiro Nishinari, Yasunobu Ando

Physical Review Research 2024年8月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevResearch.6.L032032

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Dimensional crossover and chirality of boron adsorbates on copper (110) surfaces

Yuki Tsujikawa, Takeru Nakashima, Xiaoni Zhang, Kazuki Yamaguchi, Masafumi Horio, Masahiro Haze, Yukio Hasegawa, Fumio Komori, Takahiro Kondo, Yasunobu Ando, Iwao Matsuda

Physical Review Materials 8 ( 8 ) 2024年8月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：American Physical Society (APS)

DOI： 10.1103/physrevmaterials.8.084003

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その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevMaterials.8.084003/fulltext
Macroscopic sheets of hydrogen boride and their spectroscopic evaluation 国際誌

Kazuki Yamaguchi, Masahito Niibe, Xiaoni Zhang, Toshihide Sumi, Masafumi Horio, Yasunobu Ando, Jun-ichi Yamaura, Eiken Nakamura, Kiyohisa Tanaka, Takahiro Kondo, Iwao Matsuda

Physical Review Materials 2024年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/physrevmaterials.8.074005

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High-Throughput Calibration-Free Laser-Induced Breakdown Spectroscopy

Tarojiro Matsumura, Tomoko Takahashi, Kenji Nagata, Yasunobu Ando, Akira Yada, Blair Thornton, Tatsu Kuwatani

ACS Earth and Space Chemistry 8 ( 6 ) 1259 - 1271 2024年6月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1021/acsearthspacechem.4c00067

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Phase stability and band degeneracy of quasi-one-dimensional boron chain polymorphs embedded in LiB crystals 査読

Takeru Nakashima, Ikuma Tateishi, Yuki Tsujikawa, Masafumi Horio, Takahiro Kondo, Iwao Matsuda, Yasunobu Ando

Physical Review B 2024年4月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevB.109.165104

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Quasi-Periodic Growth of One-Dimensional Copper Boride on Cu(110) 査読

Yuki Tsujikawa, Xiaoni Zhang, Kazuki Yamaguchi, Masahiro Haze, Takeru Nakashima, Arpita Varadwaj, Yusuke Sato, Masafumi Horio, Yukio Hasegawa, Fumio Komori, Masaki Oshikawa, Masato Kotsugi, Yasunobu Ando, Takahiro Kondo, Iwao Matsuda

Nano Letters 24 ( 4 ) 1160 - 1167 2024年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

DOI： 10.1021/acs.nanolett.3c03861

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Prediction of a Cyclic Hydrogenated Boron Molecule as a Promising Building Block for Borophane

Yasunobu Ando, Takeru Nakashima, Heming Yin, Ikuma Tateishi, Xiaoni Zhang, Yuki Tsujikawa, Masafumi Horio, Nguyen Thanh Cuong, Susumu Okada, Takahiro Kondo, Iwao Matsuda

Molecules 28 ( 3 ) 2023年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.3390/molecules28031225

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PubMed

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High-throughput XPS spectrum modeling with autonomous background subtraction for 3d_5/2 peak mapping of SnS 査読

Tarojiro Matsumura, Naoka Nagamura, Shotaro Akaho, Kenji Nagata, Yasunobu Ando

Science and Technology of Advanced Materials: Methods 3 2159753(1) - 2159753(11) 2023年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1080/27660400.2022.2159753

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Developing a Simple Scanning Probe System for Soft X-ray Spectroscopy with a Nano-focusing Mirror

Hiroshi Ando, Masafumi Horio, Yoko Takeo, Masahito Niibe, Tetsuya Wada, Yasunobu Ando, Takahiro Kondo, Takashi Kimura, Iwao Matsuda

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 2023年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We developed a compact system for the spectroscopic mapping of a microstructure with a nano-focused beam at a soft X-ray beamline of synchrotron radiation. The experimental setup comprises a Wolter mirror and sample that are arranged with two mounting stages. The Wolter mirror is aligned with three degrees of freedom, and the sample with two degrees. The system generates a beam with an 800-nm spot and maps out a chemical distribution of non-uniform material through near-edge X-ray fine structure spectroscopy. The design and actual system are suited to experiments conducted with a nano-focused X-ray beam at beamlines of synchrotron radiation or an X-ray free-electron laser. Additionally, this technical note presents guidelines for actual experiments.

DOI： 10.1380/ejssnt.2023-020

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Developing a Simple Scanning Probe System for Soft X-ray Spectroscopy with a Nano-focusing Mirror

Hiroshi Ando, Masafumi Horio, Yoko Takeo, Masahito Niibe, Tetsuya Wada, Yasunobu Ando, Takahiro Kondo, Takashi Kimura, Iwao Matsuda

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 2023年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1380/ejssnt.2023-020

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Homotopic analysis of quantum states in two-dimensional polymorphs by a herringbone lattice model

Yasunobu Ando, Xiaoni Zhang, Yuki Tsujikawa, Yusuke Sato, Masafumi Horio, Jun Haruyama, Osamu Sugino, Takahiro Kondo, Iwao Matsuda

Physical Review B 106 ( 19 ) 2022年11月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevB.106.195106

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Structural and electronic evidence of boron atomic chains 査読

Yuki Tsujikawa, Masafumi Horio, Xiaoni Zhang, Tomoaki Senoo, Takeru Nakashima, Yasunobu Ando, Taisuke Ozaki, Izumi Mochizuki, Ken Wada, Toshio Hyodo, Takushi Iimori, Fumio Komori, Takahiro Kondo, Iwao Matsuda

Physical Review B 106 ( 20 ) 2022年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/physrevb.106.205406

Web of Science

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その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.106.205406/fulltext
Electronic Topological Transition of 2D Boron by the Ion Exchange Reaction

Xiaoni Zhang, Yuki Tsujikawa, Ikuma Tateishi, Masahito Niibe, Tetsuya Wada, Masafumi Horio, Miwa Hikichi, Yasunobu Ando, Kunio Yubuta, Takahiro Kondo, Iwao Matsuda

Journal of Physical Chemistry C 126 ( 30 ) 12802 - 12808 2022年8月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1021/acs.jpcc.2c02431

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Tuning of Bayesian optimization for materials synthesis: simulation of the one-dimensional case

Ryo Nakayama, Ryota Shimizu, Taishi Haga, Takefumi Kimura, Yasunobu Ando, Shigeru Kobayashi, Nobuaki Yasuo, Masakazu Sekijima, Taro Hitosugi

Science and Technology of Advanced Materials: Methods 2022年4月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Informa UK Limited

DOI： 10.1080/27660400.2022.2066489

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Relationship between Electric Double-Layer Structure of MXene Electrode and Its Surface Functional Groups

Tatau Shimada, Norio Takenaka, Yasunobu Ando, Minoru Otani, Masashi Okubo, Atsuo Yamada

Chemistry of Materials 34 ( 5 ) 2069 - 2075 2022年3月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

DOI： 10.1021/acs.chemmater.1c03328

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Electronic, adsorption, and hydration structures of water-contained Na-montmorillonite and Na-beidellite through the first-principles method combined with the classical solution theory

Satoshi Hagiwara, Yasunobu Ando, Yuta Goto, Susumu Shinoki, Minoru Otani

Physical Review Materials 2022年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.6.025001

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Growth of MoS2–Nb-doped MoS2 lateral homojunctions: A monolayer p–n diode by substitutional doping

Mitsuhiro Okada, Naoka Nagamura, Tarojiro Matsumura, Yasunobu Ando, Anh Khoa Augustin Lu, Naoya Okada, Wen-Hsin Chang, Takeshi Nakanishi, Tetsuo Shimizu, Toshitaka Kubo, Toshifumi Irisawa, Takatoshi Yamada

APL Materials 9 ( 12 ) 121115 - 121115 2021年12月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AIP Publishing

Monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) have been considered as promising materials for various next-generation semiconductor devices. However, carrier doping techniques for TMDs, which are important for device fabrication, have not been completely established yet. Here, we report a monolayer p–n junction formed using in situ substitutional doping during chemical vapor deposition (CVD). We synthesized monolayer MoS2–Nb-doped MoS2 lateral homojunctions using CVD and then characterized their physical and electrical properties. The optimized growth condition enabled us to obtain spatially selective and heavy Nb doping in the edge region of a single-crystalline MoS2, thus resulting in an obvious work function difference between the inner and edge regions of the crystal. The obtained monolayer crystal demonstrated n-type and degenerate p-type semiconducting behaviors in each region, and a clear rectifying behavior across the n-type and p-type interface was observed. We believe that the results obtained can expand the research field of exploring two-dimensional homo p–n junctions, which can be important for realizing various TMD-based devices, such as diodes and field-effect transistors, with low-contact resistance.

DOI： 10.1063/5.0070333

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Bayesian Modeling of the Equation of State for Liquid Iron in Earth's Outer Core

T. Matsumura, Y. Kuwayama, K. Ueki, T. Kuwatani, Y. Ando, K. Nagata, S. Ito, H. Nagao

Journal of Geophysical Research: Solid Earth 126 ( 12 ) 2021年12月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：American Geophysical Union ({AGU})

DOI： 10.1029/2021JB023062

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その他リンク： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1029/2021JB023062
Nano-scale Surface and Interface Analysis Using X-ray Spectromicroscopy Assisted by Measurement Informatics

Naoka NAGAMURA, Tarojiro MATSUMURA, Kenji NAGATA, Shotaro AKAHO, Yasunobu ANDO

Vacuum and Surface Science 64 ( 8 ) 382 - 389 2021年8月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Surface Science Society Japan

DOI： 10.1380/vss.64.382

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Phase stability of Au-Li binary systems studied using neural network potential

Koji Shimizu, Elvis F. Arguelles, Wenwen Li, Yasunobu Ando, Emi Minamitani, Satoshi Watanabe

Physical Review B 103 ( 9 ) 2021年3月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevB.103.094112

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Spectrum adapted expectation-conditional maximization algorithm for extending high–throughput peak separation method in XPS analysis

Tarojiro Matsumura, Naoka Nagamura, Shotaro Akaho, Kenji Nagata, Yasunobu Ando

Science and Technology of Advanced Materials: Methods 1 ( 1 ) 45 - 55 2021年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Informa UK Limited

DOI： 10.1080/27660400.2021.1899449

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(Invited) Theoretical Study on the Energy Storage Mechanism of Transition-Metal-Carbide MXene By Quantum-Classical Hybrid Simulation

Yasunobu Ando

ECS Meeting Abstracts 2020年11月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/MA2020-022197mtgabs

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Ensemble Learning Approach with LASSO for Predicting Catalytic Reaction Rates

Akira Yada, Kazuhiko Sato, Tarojiro Matsumura, Yasunobu Ando, Kenji Nagata, Sakina Ichinoseki

Synlett 2020年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Georg Thieme Verlag KG

<title>Abstract</title>The prediction of the initial reaction rate in the tungsten-catalyzed epoxidation of alkenes by using a machine learning approach is demonstrated. The ensemble learning framework used in this study consists of random sampling with replacement from the training dataset, the construction of several predictive models (weak learners), and the combination of their outputs. This approach enables us to obtain a reasonable prediction model that avoids the problem of overfitting, even when analyzing a small dataset.

DOI： 10.1055/a-1304-4878

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High-dimensional neural network atomic potentials for examining energy materials: Some recent simulations

Satoshi Watanabe, Wenwen Li, Wonseok Jeong, Dongheon Lee, Koji Shimizu, Emi Minamitani, Yasunobu Ando, Seungwu Han

Journal of Physics: Energy 3 ( 1 ) 012003 - 012003 2020年11月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：{IOP} Publishing

DOI： 10.1088/2515-7655/abc7f3

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Capacitive versus Pseudocapacitive Storage in MXene

Yasunobu Ando, Masashi Okubo, Atsuo Yamada, Minoru Otani

ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS 30 ( 47 ) 2020年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/adfm.202000820

Web of Science

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Autonomous materials synthesis by machine learning and robotics

Ryota Shimizu, Shigeru Kobayashi, Yuki Watanabe, Yasunobu Ando, Taro Hitosugi

APL MATERIALS 8 ( 11 ) 2020年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0020370

Web of Science

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Effects of density and composition on the properties of amorphous alumina: A high-dimensional neural network potential study

Wenwen Li, Yasunobu Ando, Satoshi Watanabe

The Journal of Chemical Physics 2020年10月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0026289

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ベイズ統計に基づいた単純な電気化学素子のインピーダンススペクトル解析査読

中山亮, 宮崎優, 安尾信明, 渡邊佑紀, 清水亮太, 清水亮太, 西尾和記, 安藤康伸, 関嶋政和, 関嶋政和, 一杉太郎

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 67th 2020年4月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/1.5143082

J-GLOBAL

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First-principles study of Li-ion distribution at γ-Li3PO4 /metal interfaces

Koji Shimizu, Wei Liu, Wenwen Li, Shusuke Kasamatsu, Yasunobu Ando, Emi Minamitani, Satoshi Watanabe

Physical Review Materials 4 ( 1 ) 2020年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.4.015402

Scopus

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Effect of local structural disorder on lithium diffusion behavior in amorphous silicon

Li, W., Ando, Y.

Physical Review Materials 4 ( 4 ) 2020年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.4.045602

Scopus

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Spectrum adapted expectation-maximization algorithm for high-throughput peak shift analysis

Tarojiro Matsumura, Naoka Nagamura, Shotaro Akaho, Kenji Nagata, Yasunobu Ando

Science and Technology of Advanced Materials 20 ( 1 ) 733 - 745 2019年12月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Informa UK Limited

DOI： 10.1080/14686996.2019.1620123

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その他リンク： https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/14686996.2019.1620123
Dependence of a cooling rate on structural and vibrational properties of amorphous silicon: A neural network potential-based molecular dynamics study

Wenwen Li, Yasunobu Ando

Journal of Chemical Physics 151 ( 11 ) 2019年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：American Institute of Physics Inc.

DOI： 10.1063/1.5114652

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PubMed

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Negative dielectric constant of water confined in nanosheets 査読

Sugahara Akira, Ando Yasunobu, Kajiyama Satoshi, Yazawa Koji, Gotoh Kazuma, Otani Minoru, Okubo Masashi, Yamada Atsuo

Nature Communications 10 2019年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41467-019-08789-8

Web of Science

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Adapted EMアルゴリズムを用いたスペクトルデータの高速解析手法

松村太郎次郎, 永村直佳, 赤穂昭太郎, 永田賢二, 安藤康伸

日本地質学会学術大会講演要旨 2019 104 2019年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会

DOI： 10.14863/geosocabst.2019.0_104

CiNii Research

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Dense charge accumulation in MXene with hydrate melt electrolyte 査読

Kijae Kim, Yasunobu Ando, Akira Sugahara, Seongjae Ko, Yuki Yamada, Minoru Otani, Masashi Okubo, Atsuo Yamada

Chem. Mater. 31 5190 - 5196 2019年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1021/acs.chemmater.9b01334

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Machine learning approach for prediction of reaction yield with simulated catalyst parameters 査読

Akira Yada, Kenji Nagata, Yasunobu Ando, Tarojiro Matsumura, Sakina Ichinoseki, Kazuhiko Sato

Chemistry Letters 47 ( 3 ) 284 - 287 2018年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1246/cl.171130

Web of Science

Scopus

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Comparison of different machine learning models for the prediction of forces in copper and silicon dioxide 査読

Li Wenwen, Ando Yasunobu

Physical Chemistry Chemical Physics 20 ( 47 ) 30006 - 30020 2018年

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DOI： 10.1039/c8cp04508a

Web of Science

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Application of the inverse Batschelet distribution to measuring the preferred orientation of tourmaline grains 査読

Tarojiro Matsumura, Tatsu Kuwatani, Yasunobu Ando, Toshiaki Masuda

Journal of Structural Geology 114 288 - 293 2018年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jsg.2017.12.011

Web of Science

Scopus

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Study of Li atom diffusion in amorphous Li3PO4 with neural network potential 査読

Wenwen Li, Yasunobu Ando, Emi Minamitani, Satoshi Watanabe

JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 147 ( 21 ) 2017年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/1.4997242

Web of Science

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Cu Diffusion in Amorphous Ta2O5 Studied with a Simplified Neural Network Potential 査読

Wenwen Li, Yasunobu Ando, Satoshi Watanabe

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 86 ( 10 ) 2017年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.7566/JPSJ.86.104004

Web of Science

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Germanene and stanene on two-dimensional substrates: Dirac cone and Z(2) invariant 査読

Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Yasunobu Ando, Satoshi Watanabe

PHYSICAL REVIEW B 96 ( 7 ) 2017年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevB.96.075427

Web of Science

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Scanning tunnelling spectroscopy of superconductivity on surfaces of LiTi2O4(111) thin films 査読

Yoshinori Okada, Yasunobu Ando, Ryota Shimizu, Emi Minamitani, Susumu Shiraki, Satoshi Watanabe, Taro Hitosugi

NATURE COMMUNICATIONS 8 2017年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/ncomms15975

Web of Science

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Electric field response in bilayer graphene: Ab initio investigation 査読

Yutaro Mori, Emi Minamitani, Yasunobu Ando, Shusuke Kasamatsu, Satoshi Watanabe

APPLIED PHYSICS EXPRESS 9 ( 11 ) 2016年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.7567/APEX.9.115104

Web of Science

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First-principles study of metal-insulator control by ion adsorption on Ti2C MXene dioxide monolayers 査読

Yasunobu Ando, Satoshi Watanabe

APPLIED PHYSICS EXPRESS 9 ( 1 ) 2016年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.7567/APEX.9.015001

Web of Science

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Germanene and stanene on 2D substrates: Dirac-cone and Z2 invariant

Ni Zeyuan, 南谷英美, 安藤康伸, 渡邉聡

表面科学学術講演会要旨集 36 181 - 181 2016年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

By the combination of the density functional theory and data mining, we report a series of monolayer substrates, including some CdI₂-type materials, CuI, and GaGeTe, as suitable substrates for germanene or stanene with quasi-free-standing geometry, stability and band structure. Moreover, the Z₂ invariants of germanene on CuI and stanene on CaI₂ are found to be non-trivial. The interaction between germanene and substrates is explained by a low energy tight-binding Hamiltonian. 

DOI： 10.14886/sssj2008.36.0_181

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The electronic structure of quasi-free-standing germanene on monolayer MX (M = Ga, In; X = S, Se, Te) 査読

Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Yasunobu Ando, Satoshi Watanabe

PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 17 ( 29 ) 19039 - 19044 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1039/c5cp02428e

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Materials search of perovskite cathode in SOFC by statistical analysis 査読

J. Hwang, Y. Ando, S. Watanabe

ECS Transactions 68 ( 1 ) 549 - 556 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）出版者・発行元：Electrochemical Society Inc.

DOI： 10.1149/06801.0549ecst

Scopus

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その他リンク： http://orcid.org/0000-0003-3702-034X
Electrochemical reduction of an anion for ionic-liquid molecules on a lithium electrode studied by first-principles calculations 査読

Yasunobu Ando, Yoshiumi Kawamura, Tamio Ikeshoji, Minoru Otani

CHEMICAL PHYSICS LETTERS 612 240 - 244 2014年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.cplett.2014.08.028

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Biased interface between solid ion conductor LiBH4 and lithium metal: A first principles molecular dynamics study 査読

Tamio Ikeshoji, Yasunobu Ando, Minoru Otani, Eiji Tsuchida, Shigeyuki Takagi, Motoaki Matsuo, Shin-ichi Orimo

APPLIED PHYSICS LETTERS 103 ( 13 ) 2013年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/1.4823503

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Ab initio molecular dynamics study of the Helmholtz layer formed on solid-liquid interfaces and its capacitance 査読

Yasunobu Ando, Yoshihiro Gohda, Shinji Tsuneyuki

Chemical Physics Letters 556 9 - 12 2013年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.cplett.2012.11.062

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Dependence of the Schottky barrier on the work function at metal/SiON/SiC(0001) interfaces identified by first-principles calculations 査読

Yasunobu Ando, Yoshihiro Gohda, Shinji Tsuneyuki

SURFACE SCIENCE 606 ( 19-20 ) 1501 - 1506 2012年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.susc.2012.05.023

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Atomic-layer-resolved bandgap structure of an ultrathin oxynitride-silicon film epitaxially grown on 6H-SiC(0001) 査読

T. Shirasawa, K. Hayashi, H. Yoshida, S. Mizuno, S. Tanaka, T. Muro, Y. Tamenori, Y. Harada, T. Tokushima, Y. Horikawa, E. Kobayashi, T. Kinoshita, S. Shin, T. Takahashi, Y. Ando, K. Akagi, S. Tsuneyuki, H. Tochihara

PHYSICAL REVIEW B 79 ( 24 ) 2009年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevB.79.241301

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書籍等出版物

アコースティック・エミッション(AE)によるIoT/AIの基礎と実用例

湯山茂徳, 西本重人, 安藤康伸

朝日出版社 2018年（ ISBN:9784255010663 ）

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記述言語：日本語

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MISC

物質合成に適したベイズ最適化のハイパーパラメータの探索

中山亮, 清水亮太, 清水亮太, 芳賀太史, 木村武史, 安藤康伸, 安尾信明, 関嶋政和, 一杉太郎

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 68th 2021年

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AIとロボットを融合した全自動・自律的薄膜合成システムの構築

清水亮太, 清水亮太, 小林成, 安藤康伸, 一杉太郎

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 67th 2020年

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ベイズ統計を用いた客観的な電気化学インピーダンススペクトル解析

宮崎優, 安尾信明, 渡邊佑紀, 中山亮, 清水亮太, 清水亮太, 西尾和記, 安藤康伸, 関嶋政和, 一杉太郎

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 66th 2019年

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MXene電極が有する電気二重層容量のカチオン種依存性と負の誘電効果

安藤康伸, 菅原哲, 梶山智司, 大谷実, 大久保將史, 山田淳夫

日本表面真空学会学術講演会要旨集 2019 ( 0 ) 3Hp04Y 2019年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面真空学会

電気二重層キャパシタの電極としてMXenes化合物を用いたところ用いるカチオン種によって静電容量が変化するという現象を観測した。これは活性炭電極では観測されない現象である。古典溶液論と第一原理計算を組み合わせた計算シミュレーションによってMXene層間に生じる電気二重層を解析したところカチオン種によって層間含水量が変化すること、それに伴い水が負の誘電特性を示すことで容量を増大させることがわかった。

DOI： 10.14886/jvss.2019.0_3Hp04Y

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ニューラルネットワークを用いたアモルファス物質中の原子拡散の研究

安藤康伸, 李文文, 渡邉聡

固体物理 53 ( 7 ) 389 - 399 2018年7月

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記述言語：日本語出版者・発行元：アグネ技術センター

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LAUE-RISM法によるmica上の電気二重層シミュレーション解析

安藤康伸, 奥村雅彦

日本地球化学会年会要旨集 65 ( 0 ) 2018年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本地球化学会

粘土鉱物―水溶液界面におけるイオン吸着や溶液・イオンの分布構造の理解は、重金属・放射性物質の土壌汚染などに関わる重要な課題である。ナノスケールでのイオン吸着現象を理論的に明らかにするためには分子動力学法による研究が主流であるが、粘土鉱物と水分子の間の相互作用パラメータなどの最適化や長時間計算が必要不可欠であるなど課題が多い。近年、固液界面の新たな計算シミュレーション手法としてLAUE-RISM法が注目を集めている。LAUE-RISM法は密度汎関数理論(DFT)と溶液の積分方程式理論であるRISM法を界面計算に特化した形で融合させた手法であり、鉱物の電荷分布及び界面での溶媒・イオン分布を低コストかつ経験的なパラメータを排除して一度に計算することができる。これにより、界面の電気二重層構造やイオン吸着の解析を比較的容易に行うことが可能となる。本講演では、計算シミュレーションに用いたLAUE-RISM法の概要と、本手法をmica-KCl水溶液系に適用した結果について報告する。

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LAUE-RISM法によるmica-水界面のシミュレーション解析

安藤康伸, 奥村雅彦

表面科学学術講演会要旨集 2018 ( 0 ) 2018年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面真空学会

固液界面の新たな計算シミュレーション手法としてLAUE-RISM法が注目を集めている。LAUE-RISM法は溶液の積分方程式理論であるRISM法を界面計算に特化させた手法であり、DFT計算と組み合わせることで固体表面の電荷分布と界面での溶液分布を低コストで一度に計算できる。本講演ではLAUE-RISM法の概要と、本手法をmica-KCl水溶液系に適用した結果について報告する。

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放射光走査型光電子顕微分光におけるスペクトルイメージングデータ解析の機械学習による高速化

永村直佳, 松村太郎次郎, 赤穂昭太郎, 永田賢二, 安藤康伸

表面科学学術講演会要旨集 2018 ( 0 ) 2018年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面真空学会

走査型光電子顕微分光において従来の2次元スペクトルイメージングに加え、深さ分析やデバイス動作中オペランド測定を行ってパラメータが増加すると、データ量が膨大になる。この大規模スペクトルデータを効率的に処理して物性解釈につなげるために、機械学習の枠組みを利用して、計算時間コストの低い高速自動ピーク分離のアルゴリズム開発を行った。講演ではトランジスタなど様々な実計測データへの適用例を紹介する。

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機械学習によるスペクトルデータと状態遷移のデータ駆動モデリング

安藤康伸

表面科学学術講演会講演要旨集 37th ( 0 ) 19 2017年8月

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

処理困難な物質データをいかに効率的に自動処理し、その結果から物理モデルを系統的に構築する技術は２１世紀の科学を支える基盤技術となるだろう。しかし機械学習をいかに表面科学の諸研究に利用するかは自明ではない。本講演では、講演者がこれまでに進めてきたスペクトルデータ解析及び、計算データに基づく状態遷移モデリングを紹介し、機械学習が担うことができる「研究補助能力」について議論する。

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物質情報処理の高度化のためのAI技術応用研究の動向 (特集 IoT時代を見据えた新物質・材料開発の可能性とビジネスチャンスの捉え方)

安藤康伸

研究開発リーダー 14 ( 4 ) 11 - 15 2017年7月

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記述言語：日本語出版者・発行元：技術情報協会

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大学院生出張授業プロジェクト(BAP) : 9年間の継続的活動を通じた分析と展望

中島悠, 江崎和音, 菊池結貴子, 宮武広直, 安藤康伸, 生出秀行, 横山広美, 音野瑛俊

科学技術コミュニケーション = Japanese journal of science communication ( 21 ) 59 - 75 2017年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：北海道大学高等教育推進機構オープンエデュケーションセンター科学技術コミュニケーション教育研究部門（CoSTEP）

大学院生出張授業プロジェクト（BAP）は，2008年に発足した学生団体であり，「高校生に研究の魅力を伝える」「出張授業を全国の大学院生の文化にする」という2つの理念を掲げて活動を行ってきた．出張授業の実施先はメンバーである大学院生の出身高校を想定しており，これは大学院生・高校生の双方にメリットの存在する形態である．これまでの出張授業件数は129件，延べの受講者は6,600人を超え，全国各地の高校で出張授業を実施してきた．東京大学大学院の全学から多様な専門分野のメンバーが集まり，長年蓄積されたノウハウや，他分野の講師に対して行う高校生目線でのアドバイスにより，授業を受けた生徒からの高評価を実現している．本報告では大学院生への支援方法やこれまでの実施実績，生徒から得られたアンケート結果からBAPという形態の特徴を考察すると共に，活動の継続と共に出てきた運営上の問題についても議論する．Established in 2008, the Back to Alma Mater Project （BAP） is a graduate student group for outreach activities. The group aims at" Introducing scientific attraction to high school students" and "Cultivating outreach lecture tours for graduate school students." The outreach lecture tour is performed in a member's alma mater, and this activity has merits for both high school and graduate students. BAP supported a total of 129 lectures attended by over 6,600 students. Members belonged to various departments enables to advice on teaching and to make it easy to understand. The travel teaching events achieved high evaluations from the participating high school students. Overall, the project has been lauded by high school students. This work presents our support system, travel teaching records, and feedback from high school students, and then discusses the specificity of BAP and issues on activity steering.

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Au-Li 系における電圧の組成・構造依存性の密度汎関数シミュレーション

劉偉, 清水康司, 李文文, 南谷英美, 安藤康伸, 笠松秀輔, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 72 ( 0 ) 2461 - 2461 2017年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

Recently an all-solid-state Au-Li prototype memory device has been fabricated experimentally, in which the function is realized by switching between the lithiation state (0.3 V) and the delithiation state (0.7 V). To reveal the relation between the Lithium voltage and Au-Li composition and structure, in the present study, we carry on density functional theory based simulations on the Au-Li system. Our results indicate 1) the substitutional lithium atom at Au slab surface is more energy favorable than the interstitial one and has a voltage of 0.6 V, thus is a candidate for the delithiation state, and 2) the Au_Li_3 alloy formed by Li substitution for fcc Au has a voltage of 0.4 V, thus is a candidate for the lithiation state.

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タンザニア農村部で健康教育を行う移動図書館プロジェクトにおけるクラウドファンディングの活用

新福洋子, 新福洋子, 駒田茉莉子, 吉川真由, 安藤康伸, 窪田和巳, 高濱宏至

日本国際保健医療学会学術大会プログラム・抄録集 31st 87 (JA), 205 (EN) 2016年12月

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記述言語：日本語

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LASSOに基づく透過係数スペクトルのスパース線形回帰

小渕智之, 樺島祥介, 安藤康伸, 藤掛壮, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 71 ( 2 ) ROMBUNNO.15aAE‐5 - 2801 2016年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

物質の制御・デザインにおいて、電気伝導における電子の透過係数スペクトルなどの興味ある物理量が、実験状況を記述する他の物理量にどのように依存するかを理解することは重要である。このために第1原理計算を始めとした多くの物性的手法が存在するが、取り扱いたい実験状況・物質群が複雑化するにつれ、計算量の大きいこれらの手法のみで、網羅的にシミュレートすることは難しくなってきた。本講演では、スパース変数選択の手法の一つであるLASSOに基づいてこれを軽減・回避する試みについて紹介する。具体的には、第1原理計算から得られたデータに対しLASSOに基づきスパース線形回帰を行い、透過係数を記述する重要な変数を見出し、そのエネルギー依存性などを理解することを目指す。

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_2801

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MXene化合物Ti₂CO₂の電子状態の第一原理解析:層数およびNaイオン吸着による電子状態変化

北野秀介, 安藤康伸, 南谷英美, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 71 ( 2 ) ROMBUNNO.13pPSB‐3 - 2338 2016年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

層状物質の一つであるMXeneは、MAX phaseに対する層剥離で得られる物質であり、Naイオン電池負極を始めとするエネルギー材料や電子デバイス材料としての実用化が期待されている。グラフェンなどの層状物質は層数により異なった物性を持つが、MXeneに関しては不明である。そこで本研究では、表面修飾されたMXeneであるTi_2_CO_2_に注目し、第一原理計算を用いて電子状態を調べた。特にバンドギャップの層数依存性やNaイオン吸着による状態変化を解析した。

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_2338

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スパースモデリングの発展―原理から応用まで―4.情報通信工学分野への応用 4‐4 スパースモデリングによるナノデバイスシミュレーション解析

安藤康伸, 藤掛壮, LI Wenwen, 渡邉聡

電子情報通信学会誌 99 ( 5 ) 461‐465 - 470 2016年5月

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記述言語：日本語出版者・発行元：電子情報通信学会

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スパースモデリングによるナノデバイスシミュレーション解析 (特集スパースモデリングの発展 : 原理から応用まで) -- (情報通信工学分野への応用)

安藤康伸, 藤掛壮, LI Wenwen, 渡邉聡

電子情報通信学会誌 = The journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 99 ( 5 ) 461 - 465 2016年5月

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記述言語：日本語出版者・発行元：電子情報通信学会

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MXene酸化物Ti₂CO₂の原子吸着による金属化に関する第一原理計算

安藤康伸, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 71 ( 1 ) ROMBUNNO.19PAJ‐7 - 2498 2016年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_2498

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MXene酸化物Ti₂CO₂上への原子吸着による金属-絶縁体制御に関する理論研究

安藤康伸, 渡邉聡

表面科学 37 ( 9 ) 441‐445(J‐STAGE) - 445 2016年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

On the basis of first-principles calculations within the density functional theory, we report possibility of control of metal-insulator property by ion adsorption on Ti2C MXene dioxide, Ti2CO2. Our simulation reveals that Ti2CO2 is insulating with indirect band-gap of 0.44 eV, while atomic adsorption of any of H, Li, and Na onto it turned it to be metallic. This metal-insulator change may be applicable to switching devices with high on/off ratio and small energy consumption by controlling ionic movements like ion batteries.

DOI： 10.1380/jsssj.37.441

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19pAJ-7 MXene酸化物Ti_2CO_2の原子吸着による金属化に関する第一原理計算

安藤康伸, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 71 ( 0 ) 2498 - 2498 2016年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_2498

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元素生活（文庫版）

安藤康伸

日本物理学会誌 71 ( 5 ) 332 - 333 2016年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/butsuri.71.5_332_2

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MXene化合物Ti₂CO₂上への原子吸着による金属絶縁体制御に関する理論研究

安藤康伸, 渡邉聡

表面科学学術講演会講演要旨集 35th 47 - 94 2015年12月

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

新規層状物質群MXenesが主に蓄電分野の電極材料として高い注目を集めている。一方で電子材料としての検討事例は未だ少ない。そこで酸素終端されたMXene化合物Ti2CO2の電子状態計算を行い、電子材料としての可能性を検討した。その結果、Ti2CO2(絶縁体)に原子(H, Li, Na)を吸着させたところ、金属化するとわかった。原子吸着によるon/off制御という新タイプの素子への応用が示唆された。 

DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_94

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原子吸着によるMXenes酸化物Ti₂CO₂の金属化に関する第一原理計算

安藤康伸, 渡邉聡

固体イオニクス討論会講演要旨集 41st 86‐87 2015年11月

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記述言語：日本語

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ペロブスカイト型カソードの伝導率の第一原理計算による評価

HWANG Jaekyun, 安藤康伸, 渡邉聡

固体イオニクス討論会講演要旨集 41st 68‐69 2015年11月

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記述言語：日本語

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走査トンネル顕微鏡を用いたスピネル酸化物超伝導体LiTi₂O₄の電子状態研究(I)

岡田佳憲, 安藤康伸, 清水亮太, 南谷英美, 白木将, 渡邉聡, 一杉太郎

日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 70 ( 2 ) ROMBUNNO.19PCD-4 - 2200 2015年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_2200

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分子架橋系における電気伝導シミュレーションの統計解析

安藤康伸, 藤掛壮, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 70 ( 1 ) ROMBUNNO.21PPSB-17 - 2544 2015年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2544

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21pPSB-17 分子架橋系における電気伝導シミュレーションの統計解析

安藤康伸, 藤掛壮, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 70 ( 0 ) 2544 - 2544 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2544

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マテリアルズ・インフォマティクスによる分子電気伝導シミュレーション解析の試み

安藤康伸, 藤掛壮, 渡邉聡

表面科学 36 ( 10 ) 515-520 (J-STAGE) - 520 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

By applying the informatics to the datasets of the materials simulation, we try to find the important factors and hidden relationship in the transmission spectra of molecular junction. We generated 600 molecular configurations between the electrodes randomly. Transmission spectra are simulated for each configuration by nonequilibrium Greenʼs function method based on semi-empirical extended H&uuml;ckel method. We classify the simulated spectra according to the similarity around the Fermi level by hierarchical clustering. The relationship between the average spectrum shape and molecular configurations is determined for each cluster. The relationship can be understood from the coupling between the molecular orbitals and electronic states of electrodes, which is physically reasonable. The results of this study prove the usefulness of the informatics for analysis on materials simulations. Our scheme can be applied not only to the transmission spectra but also to other spectra in general.

DOI： 10.1380/jsssj.36.515

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21pPSB-54 理論計算による二層グラフェンデバイスのキャパシタンス解析

森雄太郎, 南谷英美, 安藤康伸, 笠松秀輔, 金山薫, 長汐晃輔, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 70 ( 0 ) 2580 - 2580 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2580

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MXene化合物Ti2CO2上への原子吸着による金属絶縁体制御に関する理論研究

安藤康伸, 渡邉聡

表面科学学術講演会要旨集 35 ( 0 ) 94 - 94 2015年

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出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

新規層状物質群MXenesが主に蓄電分野の電極材料として高い注目を集めている。一方で電子材料としての検討事例は未だ少ない。そこで酸素終端されたMXene化合物Ti2CO2の電子状態計算を行い、電子材料としての可能性を検討した。その結果、Ti2CO2(絶縁体)に原子(H, Li, Na)を吸着させたところ、金属化するとわかった。原子吸着によるon/off制御という新タイプの素子への応用が示唆された。 

DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_94

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Theoretical study of the surface interaction between germanene and MX (M=Ga, In; X=S, Se, Te): towards germanene with Dirac-cone

倪澤遠, 南谷英美, 安藤康伸, 渡邉聡

表面科学学術講演会要旨集 35 ( 0 ) 278 - 278 2015年

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出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

Although germanene has been synthesized on some metal substrates, the Dirac-cone has not been observed yet. In this study, for the first time by using the ab initio density functional theory, the stability and electronic structure of germanene on semiconducting monolayer GaS, GaSe, GaTe and InSe are investigated.&nbsp;Our results suggest that Germanene can preserve its Dirac-cone-like band structure on them. On monolayer GaTe and InSe, germanene has a bandgap of around 0.14~0.16 eV at the Dirac point,&nbsp;while the estimated carrier mobility is up to 2.2E5&nbsp;cm2/Vs.

DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_278

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第一原理計算による二層グラフェンデバイスのキャパシタンスの解析

森雄太郎, 南谷英美, 安藤康伸, 笠松秀輔, 金山薫, 長汐晃介, 渡邉聡

表面科学学術講演会要旨集 35 ( 0 ) 275 - 275 2015年

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出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

二層グラフェンは電界印加によるバンドギャップ形成が可能なため、デバイス応用が期待されている。二層グラフェンのデバイス環境下での状態密度を知るために量子キャパシタンス測定が行われているが、バンド構造変化に起因する電位差が存在し、フェルミレベルシフトに必要な電位差を抽出できていないなど、その詳細は未解明である。そこで、本研究は第一原理計算により量子キャパシタンス測定の不明点を解析した。

DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_275

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19pCD-4 走査トンネル顕微鏡を用いたスピネル酸化物超伝導体LiTi_2O_4の電子状態研究(I)

岡田佳憲, 安藤康伸, 清水亮太, 南谷英美, 白木将, 渡邉聡, 一杉太郎

日本物理学会講演概要集 70 ( 0 ) 2200 - 2200 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_2200

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21pPSB-54 理論計算による二層グラフェンデバイスのキャパシタンス解析

森雄太郎, 南谷英美, 安藤康伸, 笠松秀輔, 金山薫, 長汐晃輔, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 70 ( 0 ) 2580 - 2580 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2580

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実験・理論のインタープレイによる新規機能性電解液開発次世代二次電池の実現に向けて 5 電位勾配存在下での電極界面ダイナミクスシミュレーション

安藤康伸, 大谷実

電気化学および工業物理化学 82 ( 12 ) 1102 - 1107 2014年12月

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記述言語：日本語

DOI： 10.5796/electrochemistry.82.1102

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SOFCのペロブスカイトカソードにおける酸素交換レートとバルクイオン伝導率・電子伝導率との相関に関する統計学的解析

HWANG Jaekyun, 安藤康伸, 渡邉聡

固体イオニクス討論会講演要旨集 40th 183 - 184 2014年11月

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La_0.75Ca_0.25MnO₃薄膜表面における構造・電子状態の第一原理計算

中村俊也, 安藤康伸, 南谷英美, 清水亮太, 岩谷克也, 大澤健男, 一杉太郎, 渡邉聡

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 75th ROMBUNNO.19P-A10-10 2014年9月

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La_0.7Ca_0.3MnO₃薄膜表面における構造・電子状態の原子スケール観察

清水亮太, 岩谷克也, 大澤健男, 中村俊也, 安藤康伸, 南谷英美, 渡邉聡, 一杉太郎

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 75th ROMBUNNO.19P-A10-9 2014年9月

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STM/STSを用いたLa_0.7Ca_0.3MnO₃薄膜表面の構造・電子状態評価 II(理論)

中村俊也, 安藤康伸, 南谷英美, 清水亮太, 岩谷克也, 大澤健男, 一杉太郎, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 69 ( 2 ) 638 2014年8月

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STM/STSを用いたLa_0.7Ca_0.3MnO₃薄膜表面の構造・電子状態評価 I(実験)

清水亮太, 岩谷克也, 大澤健男, 中村俊也, 安藤康伸, 南谷英美, 渡邉聡, 一杉太郎

日本物理学会講演概要集 69 ( 2 ) 638 2014年8月

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第一原理計算によるイオン液体分子の分解反応とFermi‐level pinningに関する研究

安藤康伸, 河村芳海, 池庄司民夫, 大谷実

日本物理学会講演概要集 69 ( 2 ) 637 - 637 2014年8月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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9pPSA-144 電場下の二層グラフェンにおける量子キャパシタンスの理論計算(9pPSA 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))

森雄太郎, 南谷英美, 安藤康伸, 笠松秀輔, 金山薫, 長汐晃輔, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 69 ( 0 ) 671 - 671 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.69.2.4.0_671_2

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二層グラフェンのキャパシタンスの第一原理計算

森雄太郎, 南谷英美, 安藤康伸, 金山薫, 笠松秀輔, 長汐晃輔, 渡邉聡

表面科学学術講演会要旨集 34 ( 0 ) 79 - 79 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会

二層グラフェンに電場を印加するとバンドギャップが開く。この特性はスイッチングデバイスに応用できると期待され、盛んに研究されている。しかし、電場印加による量子キャパシタンスの変化の測定結果は、物理的な意味がまだ理解できていない。そこで本研究では、第一原理計算によって電子状態を解析し、キャパシタンスを議論する。

DOI： 10.14886/sssj2008.34.0_79

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9pPSA-144 電場下の二層グラフェンにおける量子キャパシタンスの理論計算(9pPSA 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))

森雄太郎, 南谷英美, 安藤康伸, 笠松秀輔, 金山薫, 長汐晃輔, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 69 ( 0 ) 671 - 671 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.69.2.4.0_671_2

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7pAS-4 STM/STSを用いたLa_<0.7>Ca_<0.3>MnO_3薄膜表面の構造・電子状態評価II(理論)(7pAS 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

中村俊也, 安藤康伸, 南谷英美, 清水亮太, 岩谷克也, 大澤健男, 一杉太郎, 渡邉聡

日本物理学会講演概要集 69 ( 0 ) 638 - 638 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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7pAS-3 STM/STSを用いたLa_<0.7>Ca_<0.3>MnO_3薄膜表面の構造・電子状態評価I(実験)(7pAS 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

清水亮太, 岩谷克也, 大澤健男, 中村俊也, 安藤康伸, 南谷英美, 渡邉聡, 一杉太郎

日本物理学会講演概要集 69 ( 0 ) 638 - 638 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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7pAS-1 第一原理計算によるイオン液体分子の分解反応とFermi-level pinningに関する研究(7pAS 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

安藤康伸, 河村芳海, 池庄司民夫, 大谷実

日本物理学会講演概要集 69 ( 0 ) 637 - 637 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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5．電位勾配存在下での電極界面ダイナミクスシミュレーション

安藤康伸, 大谷実

電気化学および工業物理化学 82 ( 12 ) 1102 - 1107 2014年

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記述言語：英語出版者・発行元：公益社団法人電気化学会

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固液界面の電気二重層キャパシタンスに関する第一原理計算

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 67 ( 2 ) 831 - 831 2012年8月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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20aFF-5 固液界面の電気二重層キャパシタンスに関する第一原理計算(20aFF 表面界面構造,領域9(表面・界面,結晶成長)

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 67 ( 0 ) 831 - 831 2012年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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水‐金属界面系の電気二重層キャパシタンスに関する第一原理計算

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 66 ( 2 ) 909 - 909 2011年8月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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iPS細胞のインパクトは社会にどのように受けとめられたか--科学研究に対する科学者・報道機関・人々の注目の違い

蔦谷匠, 安藤康伸, 飯田有希

科学技術コミュニケーション ( 9 ) 23 - 34 2011年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：北海道大学高等教育推進機構高等教育研究部科学技術コミュニケーション教育研究部門（CoSTEP）

Studies for iPS (induced Pluripotent Stem) cells are so important field for both basic science and regenerative medicine that they have attracted a great deal of attention and expectation from scientists, media and public. We revealed that unlike scientists, media and public had not paid attention to mouse iPS cell, the first achievement of the research, however, they were enthusiastic about human iPS cell. Our results suggest that the area of interest about iPS cells differed among scientists, media and public.

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大学院生出張授業プロジェクト”BAP”によるロボット教育

尾形邦裕, 宮武広直, 安藤康伸, 白川慶介

日本ロボット学会誌 29 ( 2 ) 144 - 147 2011年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Robotics Society of Japan

DOI： 10.7210/jrsj.29.144

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固液界面の電気二重層に関する第一原理計算

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 66 ( 1 ) 945 - 945 2011年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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大学院生出張授業プロジェクト"BAP"によるロボット教育

尾形邦裕, 宮武広直, 安藤康伸, 白川慶介

日本ロボット学会誌 29 ( 2 ) 144 - 147 2011年2月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本ロボット学会

DOI： 10.7210/jrsj.29.144

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22aHA-11 水-金属界面系の電気二重層キャパシタンスに関する第一原理計算(22aHA 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 66 ( 0 ) 909 - 909 2011年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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28pTG-1 固液界面の電気二重層に関する第一原理計算(28pTG 表面界面電子物性(シミュレーション),領域9(表面・界面,結晶成長))

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 66 ( 0 ) 945 - 945 2011年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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Al原子とSiON/SiC(0001)表面のSchottky接合に関する電子状態計算

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 65 ( 1 ) 934 - 934 2010年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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大学院生出張授業プロジェクト“BAP”におけるロボット教育活動

尾形邦裕, 宮武広直, 安藤康伸, 白川慶介

日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM) 28th ROMBUNNO.3L1-5 2010年

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21aGL-6 Al原子とSiON/SiC(0001)表面のSchottky接合に関する電子状態計算(21aGL 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 65 ( 0 ) 934 - 934 2010年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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23aQK-1 平成22年度大学院生出張授業プロジェクト(BAP)の活動報告(23aQK 物理教育,領域13(物理教育,物理学史,環境物理))

宮武広直, 安藤康伸, 白川慶介, BAP Collaboration

日本物理学会講演概要集 65 ( 0 ) 345 - 345 2010年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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東京大学における大学院生出張授業支援プロジェクトの活動報告

渡邉俊一, 音野瑛俊, 安藤康伸, 石川遼子, 岩崎渉, 榎戸輝揚, 生出秀行, 大録誠広, 河原弘樹, 喜多村茜, 貴舩永津子, 小寺千絵, 近藤菜穂, 猿谷友孝, 砂田麻里子, 手塚真樹, 豊田丈典, 中島迪子, 中村史一, 永村直佳, 葉山達也, 平沢達矢, 南崎梓, 宮武広直, 横山広美

日本地震学会秋季大会講演予稿集 2009 126 2009年10月

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Al原子を吸着させたSiON/SiC(0001)表面系の電子状態解析

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 64 ( 2 ) 809 - 809 2009年8月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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28aVE-5 東京大学における大学院生出張授業支援プロジェクトの活動報告(物理教育,領域13,物理教育,物理学史,環境物理)

安藤康伸, 貴舩永津子, 猿谷友孝, 小寺千絵, 近藤菜穂, 砂田麻里子, 手塚真樹, 豊田丈典, 中島迪子, 中村史一, 永村直佳, 石川遼子, 平沢達矢, 南崎梓, 宮武広直, 渡邉俊一, 横山広美, 岩崎渉, 榎戸輝揚, 生出秀行, 大録誠広, 音野瑛俊, 河原弘樹, 喜多村茜

日本物理学会講演概要集 64 ( 0 ) 314 - 314 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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26aYG-3 Al原子を吸着させたSiON/SiC(0001)表面系の電子状態解析(表面界面電子物性,領域9,表面・界面,結晶成長)

安藤康伸, 合田義弘, 常行真司

日本物理学会講演概要集 64 ( 0 ) 809 - 809 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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SiON/SiC(0001)表面での電子状態の深さ依存性とその起源

安藤康伸, 藤原弘康, 赤木和人, 常行真司, 白澤徹郎, 栃原浩

日本物理学会講演概要集 63 ( 2 ) 848 - 848 2008年8月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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SiNO/SiC(0001)表面系における電子状態の理論的解析

安藤康伸, 藤原弘康, 赤木和人, 常行真司, 白澤徹郎, 栃原浩

日本物理学会講演概要集 63 ( 1 ) 893 - 893 2008年2月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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23aXA-9 SiON/SiC(0001)表面での電子状態の深さ依存性とその起源(23aXA 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

安藤康伸, 藤原弘康, 赤木和人, 常行真司, 白澤徹郎, 栃原浩

日本物理学会講演概要集 63 ( 0 ) 848 - 848 2008年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

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25pTD-6 SiON/SiC(0001)表面系における電子状態の理論的解析(表面界面電子物性,領域9,表面・界面,結晶成長)

安藤康伸, 藤原弘康, 赤木和人, 常行真司, 白澤徹郎, 栃原浩

日本物理学会講演概要集 63 ( 0 ) 893 - 893 2008年

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共同研究・競争的資金等の研究課題

イオン渋滞学の構築に向けた数理・計算シミュレーション解析

研究課題/領域番号：24H02203 2024年4月 - 2029年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業学術変革領域研究(A)

安藤康伸

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配分額：307840000円（直接経費：236800000円、間接経費：71040000円）

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スマート社会基盤素子に向けた最軽量原子層材料の開発

研究課題/領域番号：21H05012 2021年7月 - 2026年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(S)

松田巌, 安藤康伸, 吹留博一, 近藤剛弘, 細野英司

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配分額：104390000円（直接経費：80300000円、間接経費：24090000円）

本研究では新たな単原子層材料であるホウ素の単原子シート「ボロフェン」をベースに最軽量の情報およびエネルギーキャリア材料の開発に取り組んでいる。ボロフェンおよび誘導体は多様な元素組成と原子構造を取ることができ、その結果、多種多様な電子状態が形成され、次世代通信帯GHz-THz応答ならびに電池(蓄エネデバイス)への応用が期待されている。本研究ではボロフェン及び誘導体材料について、精密測定が可能な「大面積合成」試料と実用化が可能な「大量合成」試料を作り分け、各試料の物質情報を総合的かつ相補的に研究しながら展開している。そして本物質の機能性の起源や原因となる電子状態を調べることで、その学理を追求しデバイス開発を推進することを目的とする。
研究を遂行するにあたり、本年度ではまず実験環境の整備を行なった。年度内に「大面積合成」を実施する分子線エピタキシー成膜装置に専用のホウ素蒸着源（電子ビーム加熱型蒸着源）を導入し、「大量合成」に向けて専用のグローブボックスを設置した。さらに合成した試料の機能性を探る電池充放電装置システムも用意することができた。また、次世代通信帯原子層材料として調べていたグラフェンのダイナミクス研究がまとまったので、論文発表をした。
本年度では目的であるボロフェン物質の「大面積合成」について、大きな進展があった。電極材料である銅の基板上にcmサイズにわたって再現性よくボロフェン化合物を作製することができるようになった。陽電子回折法による原子構造解析と光電子電子分光法による化学分析により、本物質はホウ素の１次元鎖が周期的な列を形成していることが分かった。そして第一原理に基づく電子状態の理論計算の結果、本物質は金属であることが分かった。電極基板の上で合成できることから電池特性向上につながると期待され、その評価実験の準備も進めた。

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ナノ光学における選択則の解明と新エネルギー変換経路の開拓

研究課題/領域番号：21H04644 2021年4月 - 2025年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

今田裕, 安藤康伸, 久間晋, 今井みやび, 岩佐豪

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配分額：43680000円（直接経費：33600000円、間接経費：10080000円）

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ナノ空間の電気二重層：実験データの統計解析と計算データの統計解析の連系

研究課題/領域番号：21H04697 2021年4月 - 2025年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

大久保將史, 安藤康伸, 獨古薫

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配分額：42510000円（直接経費：32700000円、間接経費：9810000円）

本研究は、電気二重層キャパシタの高エネルギー密度化を目指し、静電容量を増大させる新しい指針として「インターカレーション静電容量」を提案するものである。具体的にはMXene（マキシン）と総称される層状化合物を研究対象とする。MXeneは、層間ナノ空間に挿入されたイオンが電気二重層を形成し、インターカレーション静電容量を与える。これまでの応募者の研究で、層間ナノ空間に共挿入された電解液の溶媒分子が外部電場を過剰遮蔽し、静電容量を大幅に増大することが明らかとなっていた。
2021年度においては、MXeneの電子状態・構造状態、表面官能基、電解液溶媒分子の性質、イオン種、濃度、などのインターカレーション静電容量を支配すると考えられる因子の膨大な数に及ぶ組み合わせに対して、まず、MXeneの表面官能基を制御して化学的状態を制御する手法の開発を行った。通常のフッ酸を用いる手法ではなく、溶融塩を用いる手法によりMXene合成を行い、表面官能基を完全に制御することに成功した。その表面官能基の種類は、-F, -Cl, -Br, -I, -O, -OHなど多岐に渡っており、表面官能基が電極特性に与える影響を実験的に評価する基盤技術を確立することに成功した。
また、並行して表面官能基を制御したMXeneが示す電気化学特性を予測するために、理論計算を行った。水系電解液で与える静電容量を比較したところ、表面官能基の電気陰性度が低いほど電気二重層の厚さが薄くなり、単位面積当たりの静電容量が大きくなることが分かった（T. Shimada, et al., Chem. Mater. 2022, 34, 2069）。

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蓄電界面計測データ解析のためのデータ駆動イオン輸送モデリング手法の確立

研究課題/領域番号：20H05303 2020年4月 - 2022年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

安藤康伸

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配分額：4680000円（直接経費：3600000円、間接経費：1080000円）

研究代表者がすでに発表した混合ガウス分布に対する「スペクトルに適したEMアルゴリズム」を発展させ、電気化学インピーダンス(EIS)測定の理論モデルに対する「スペクトルに適したEMアルゴリズム」を定式化した。(A)RC並列等価回路モデル(B)R-CPE(ConstantPhaseElement)並列等価回路モデルの二つに着目をする。RC並列等価回路モデルは最も基本的な等価回路であり、測定周波数の対数を横軸にとると、インピーダンスの実部はロジスティック関数、虚部は双曲線正割分布に一致し、実部・虚部を軸にとった場合は半円形状を描く。虚部が確率分布とみなせることを利用してまず虚部に対して最尤法を定式化、それを発展させる形でEMアルゴリズムを完成させた。また、そのほか一般のスペクトル形状に対するEMアルゴリズムも定式化を完了し、論文として発表した。

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高次元空間自由度のスパース化による反応シミュレーション解析

研究課題/領域番号：16H01535 2016年4月 - 2018年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

安藤康伸

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配分額：4810000円（直接経費：3700000円、間接経費：1110000円）

本研究課題では以下の２テーマに取り組んだ。
(1)スパースモデリングによる複雑イオン伝導モデリング手法の開発：第一原理計算の結果をニューラルネットワーク（NN）で学習（補間）することで、高精度な経験的ポテンシャルを作成する手法を利用してアモルファス材料内部のイオン拡散やアモルファス材料の特徴的構造を再現することに成功した。本成果は、課題の特徴に即して従来型の高次元NNを簡素化することで実施されており、計算コストや学習コストを下げることで実現された。またNNポテンシャルを利用することで効率的に金属原子の拡散経路を探索できたり、イオンの拡散係数を第一原理計算の精度を保ちながら見積もることが可能となった。本成果に関連した論文を２報、発表した。
(2)化学反応座標のスパース化による自由エネルギー計算手法の開発：実験的に得られた収率は反応の自由エネルギーと強く関連している。計算シミュレーションで自由エネルギーを直接計算するのではなく、実験収率の結果を「学習」して計算シミュレーションによって得られたパラメータから触媒性能を予測することに成功した。これにより均一系触媒を合成する前にある程度の性能予測が行えるために効率的な実験計画を組むことができると期待される。本成果に関連した論文を１報、発表した。
これらの成果を上げる過程で得た知見は関連研究者より高く評価され、H29年度には８件の招待貢献と１件の解説記事を発表した。これらにより、本研究成果は他研究者から高い注目を受けていると言える。

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界面原子・分子層における局所高電界効果の理論計算

研究課題/領域番号：15H03561 2015年4月 - 2019年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

渡邉聡, 南谷英美, 安藤康伸, 笠松秀輔, 戸塚英臣

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配分額：16510000円（直接経費：12700000円、間接経費：3810000円）

異種材料界面付近の数原子・分子層や二層グラフェンのような原子層物質における印加電圧による原子や電子の振舞いの変化を信頼性の高い計算法を駆使して解析した。その結果、有機分子層において電場による電荷分布変化が大きい領域が一部に限られる場合があること、金属－強誘電体－常誘電体－金属積層構造において負の誘電率が発現しうること、金属－リン酸リチウム接合系で電場によって界面イオン分布が顕著に変化する領域はナノメートル程度の厚さであること、および二層グラフェンにおける電場によるエネルギーギャップの変化の様子等、様々な知見を得た。

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スパースモデリングによるナノデバイスシミュレーション解析

研究課題/領域番号：26120511 2014年4月 - 2016年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

安藤康伸

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配分額：4550000円（直接経費：3500000円、間接経費：1050000円）

平成27年度は「ニューラルネットワークによる機械学習を用いたアモルファス中のイオン拡散経路の理論的同定」という課題に取り組んだ。アモルファスは周期的な原子構造を持たないため高次元の構造自由度を有しており、機能と構造に関する解析は非常に困難である。そのため、アモルファスが有する高次元構造自由度をスパース化し、機能と関連付けられる形でモデリングすることがデバイス・及び材料開発の現場では強く望まれている。我々は、アモルファスのイオン拡散機能と構造の関係性を明らかにするためイオン拡散ネットワークを理論的同定が必要であると考え、アモルファス中でCuイオンが感じる原子間力ポテンシャルのニューラルネットワークを用いたモデリングによる、拡散経路の高速探索手法を開発した。構成したポテンシャルモデルの性能を評価したところ、テストデータの誤差は0.1 eV程度であり、必要な精度を満たすモデルを構築することができた。そしてこのモデルを用いることで、一度のエネルギー評価にかかる時間を全てDFTで計算する場合に比べ数千分の一に削減することに成功した。学習データ作成に必要な計算コストがあるとはいえ、これはDFTであれば１年かかる計算をわずか数時間で実現できるほどのインパクトがある。Cuイオンは準安定配置をノードとしたネットワークの中を流れていくと考えられる。本モデルを用いることで、このネットワーク内をCuイオンが移動する際のエネルギーコストも高速に評価することに成功した。得られたネットワークの解析から今後、拡散機能と構造の関係性が明らかになると期待される。
 
本プロジェクトの成果として学会誌への解説記事１報、学会発表６件を行った。また本年度の成果をもとに２報の論文を執筆中である。また、本研究成果をもととして５件の共同研究に結びつけた。

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電界印加密度汎関数計算による原子層デバイスのキャパシタンスの解析

研究課題/領域番号：26107514 2014年4月 - 2016年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

安藤康伸

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配分額：4810000円（直接経費：3700000円、間接経費：1110000円）

平成27年度は平成26年度に引き続き複層グラフェンの電子ドープ時の電子状態変化についての研究、及び複層グラフェン以外の物質について基盤が原子層物質に与える影響や電界応答、電子状態の制御に関する研究を行った。成果課題として「新規層状物質群MXenesの表面原子吸着による電子状態制御の予測」が挙げられる。2011年に発表された新規二次元層状物質群MXenesは、遷移金属原子によるM siteと炭素または窒素からなるX siteからなる層状物質群であり、多様な組成を取るため物質設計の観点からも非常に重要な物質群である。我々は表面終端構造による当該物質の電子状態制御の可能性を第一原理計算によって検討した。表面吸着子にはH, Li, Naを採用した。その結果、MXene酸化物Ti2CO2は0.44 eVのバンドギャップを持っているが、表面にH, Li, Naを吸着させた原子モデルでは、安定吸着サイトや吸着種の違いによらず、金属的なバンド構造をもつことがわかった。この結果は、化学ドーピングや電界制御ドーピングより簡便なドープ量制御や吸着量による電気伝導性制御能性を示唆しており、今後の電子素子への応用可能性を大きく広げる結果だと言える。
その他の成果として、
(1)二層グラフェンへの電子ドープが与えるバンド構造変化の理論的見積もりに成功
(2)単層Germaneneの電子特性を保つ原子層基盤の発見
(3)SiC(0001)基板上のエピタキシャルGrapeheneの構造及び電子状態の理論評価
があげられる。特に（1）の成果は当該新学術領域内の共同研究として進められた。これらの成果は連携研究者成果を含め論文３報, 学会発表７件の成果を上げた。また本プロジェクト研究成果物として１報の論文を現在作成中である。

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密度汎関数法理論に基づく非平衡ナノスケール電気伝導ダイナミクス

研究課題/領域番号：22104007 2010年4月 - 2015年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

渡邉聡, 渡辺一之, 相馬聡文, 小野倫也, 酒井明, 多田朋史, 山本貴博, 小鍋哲, 胡春平, 笹岡健二, 安藤康伸, 南谷英美

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配分額：61100000円（直接経費：47000000円、間接経費：14100000円）

ナノスケール電気伝導、特にそのダイナミクスのより深い理解に向けて、主に密度汎関数法に基づく計算科学研究に取り組んだ。主な成果は以下の通りである。（１）ナノ構造の交流応答特性を包括的に理解することに成功した。（２）歪グラフェンをチャネルとし、優れた性能を有する電界効果トランジスタや、エッジでのスピン偏極と量子ポンプ効果を用いて新たな純粋スピン流生成素子の提案に成功した。（３）グラフェンやシリセンのナノリボンのレーザー刺激電界電子放射特性を明らかにした。（４）電圧印加を考慮した新しい方法論を開発した。（５）新規なアルゴリズムの導入により、大規模系の電気伝導計算コードの大幅な高速化に成功した。

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