開催期間
2012年3月6日(火)− 3月10日(土)
場所
国際高等研究所
〒619-0225 京都府木津川市木津川台9丁目3番地
TEL: (0774)73-4000  FAX: (0774)73-4005
アクセスマップはこちら
主催
大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター
大阪大学大学院理学研究科物理学専攻
国際高等研究所
東京理科大学
東京大学物性研究所
計算物質科学イニシアティブ(CMSI)
大阪大学Quantum Engineering Design Research Initiative
趣旨
  材料科学、物質科学は、21世紀においても社会の技術基盤の発展を支える中心的な役割を果たすと考えられていますが、 これまでの経験的な組み合わせ論的新素材開発手法のみでは、 新しい知見に到達するまでの研究の効率化と省資源化・環境調和性の実現についての総合的検討の現代の必要性に対処できないと 考えられています。コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン(CMD®)の手法は、 このような状況におけるブレークスルーとなる可能性が極めて高いと期待されています。 このワークショップはコンピュテーショナル・マテリアルズ・デザインの可能性を展望するとともに、 その基本となる最先端の計算手法を学び、実際にマテリアルズ・デザインを体験することにより、 物質科学の新しいパラダイムに対応できる基礎能力をつけることを目的としています。  第17回からスーパーコンピューターコースを設置し、スーパーコンピューターを活用して大規模な系への適用についての実習も行っています。 次世代スパコンプロジェクトが進行している中、それを使いこなす人材の育成が急務です。 しかし、F1マシンに例えられる次世代スパコンは容易に使いこなせるものではありません。 そのためには、まず現存するスーパーコンピューターを十分使いこなす人材を育成することから始める必要があります。 本ワークショップでは、ベクトル化や並列化といったテクニカルな部分よりも、実際に計算して物質を設計する点に重点をおいて、 5日間スパコンを自由に使って実習を行います。
内容
効率性、環境調和性が要求される21世紀の研究開発で重要な役割を果たすコンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン手法に関するチュートリアルを含むワークショップ。
  1. 第一原理計算の基礎
  2. マテリアルデザインの基礎と応用
  3. MACHIKANEYAMA2002実習
  4. STATE-Senri実習
  5. Osaka2k実習
  6. ABCAP実習
  7. HiLAPW実習
  8. NANIWA-Series実習
  9. ES-OPT実習
  10. RSPACE実習
  11. その他
定員
40名程度(応募が40名以上の場合、申し込み書記載内容による選考があります。)
参加費
受講費無料。(開催地までの旅費、食事代、懇親会費等については、実費を各受講生負担)
申込方法
(計算コードの説明はこちら)
所定の申し込み用紙に記入し、電子メールとFAX両方にてお申込下さい。 こちらからのご連絡はメールとなりますので逐次確認願います。
申込用紙
*Windowsを御使用の方は、上記(pdf)を右クリックして「対象をファイルに保存(A)」 を選択すればpdf版申込用紙をダウンロードできます。
また同様に(rtf)をクリックすれば、MS-Word等で書き込めるリッチテキスト版申込用紙をダウンロードできます。
ビギナーコース(計算機ナノマテリアルズデザイン基礎チュートリアル・コース) pdf rtf
アドバンストコース(計算機ナノマテリアルズデザイン専門チュートリアル・コース) pdf rtf
エキスパートコース(計算機ナノマテリアルズデザイン先端チュートリアル・コース) pdf rtf
スパコンコース(計算機ナノマテリアルズデザインスーパーコンピューター・コース) pdf rtf

送信先:E-mail:cmd[@ mark]insd.osaka-u.ac.jp 
     FAX:06-6850-6398
   大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター「CMD®」係
申込期限
2012年1月29日(日)
コース
受講生の希望により下記コースを選択できます。
テキストは随時更新します。(プログラム)をクリックしてください。

ビギナーコース(計算機ナノマテリアルズデザイン基礎チュートリアル・コース)(〜25名程度) (プログラム)
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • 第一原理計算の基礎理論講義
  • 第一原理計算入門実習(3種類のコード:HiLAPW・OSAKA2K・Machikaneyama2002)

アドバンストコース(計算機ナノマテリアルズデザイン専門チュートリアル・コース)(〜15名程度) (プログラム)
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • CMD®実習(5種類のコードの内から2種類を選択)

エキスパートコース(計算機ナノマテリアルズデザイン先端チュートリアル・コース)
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • CMD®実践研究

スパコンコース(計算機ナノマテリアルズデザインスーパーコンピューター・コース)(4名程度) (プログラム)
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • CMD®実習(RSPACE)

CMD®先端事例講義及び特別講演
  • 先端事例講義(3)
    Løvvik(SINTEF)、金田(富士通)、笠井(阪大)
  • 特別講演(2)
    高田 章(旭硝子):「ペタコンピューティングの産業利用促進と人材育成」
    金森 順次郎(阪大名誉教授):「CMDへの道」 
※各コードがどのコースでの実習となるかはその回によって異なります。(各コースのプログラムでご確認ください)
※コード名をクリックするとそのコードのHPにリンクします。
CMD®実習ソフトウェア・カタログ(最新版)はこちら
計算コード 概要 実習内容
(M)MACHIKANEYAMA2002 規則系、不規則系、不純物系、部分不規則系、不規則磁気モーメント系などの電子状態をグリーン関数法(KKR法)によって計算するためのパッケージです。 入力の作り方を実習した後、鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属の電子状態を計算します。次にこのような強磁性金属の不規則局所磁気モーメント状態 (スピングラスのように、各位置には局所磁気モーメントがあるが、その向きはランダムになっている)の電子状態を計算します。 これらの結果から、良く定義された局所磁気モーメントを持つ鉄と、そのような局所磁気モーメントを持てないニッケルの違いを実感します。 また、これらの計算から強磁性転移温度を見積もって実験値との比較を行ないます。 さらに、典型的な不規則合金としてニッケル・鉄合金の電子状態を計算し、インバー領域で磁気秩序の不安定化が起きることをみます。
アドバンストコースでは上記に加えて簡単なマテリアルデザインを実施します。
(N)NANIWA-Series 量子ダイナミクス計算のコード体系です。 金属表面における水素分子の解離吸着反応をシミュレートします。金属表面としては、活性化障壁のある銅表面および、障壁の無いパラジウムを取り上げ、それぞれの反応過程の特色を理解していただきます。同位体効果の確認、受講生各自が製作した任意のポテンシャルにおける反応確率の計算へ進みます。 時間があれば、更に分子振動を考慮した金属表面での水素分子の解離吸着反応、会合脱離反応、表面散乱等を取り扱います。対象表面は、銅、パラジュウム、白金等を予定しています。
(O)Osaka2k 平面波展開による擬ポテンシャル法電子状態計算プログラムです。 Beginner Course:簡単な系での、電子状態計算。構造の最適化。ここでは全員が自分でプログラムを動かす。下記のようなテーマのうち、時間と聴衆の好みにより適当なものを選択する。 1)圧力下での構造最適化 2)シリコン中の格子空孔の構造
Advanced Course: やはり状況により下記のようなテーマから適当に選択する。 1) 結晶 Si中での Hの拡散を有限温度でシミュレーションする。 2) 水素結晶の高圧での構造探索 3) 半導体における高圧下での絶縁体ー金属転移のシミュレーション プログラム実行だけでなく、得られたデータ解析にも重点を置く。
(A)ABCAP 密度汎関数理論の局所密度近似(LDA)の範囲で結晶の電子状態計算を行う全電子フルポテンシャル APW法の第一原理計算プログラムです。 Beginner Course: 単体および簡単な化合物のバンド構造と部分状態密度を計算し、結晶の波動関数がどのような原子波動関数から構成されているか、学習します。
Advanced Course: 遷移金属酸化物の電子状態の計算し、磁気構造によってバンド構造がどのように変わるか、また、Jahn-Teller歪みによってバンド構造がどのように変わるか、などを学習します。Bloch-Boltzmann理論に基づく熱起電力の計算や、バンド間遷移による光吸収の計算を適宜選択して行います。 LDAとLDA+Uの結果を比べ、+Uの効果を確かめます。
(H)HiLAPW2002 局所密度近似の範囲での密度汎関数理論に基づき、全電子フルポテンシャル線形補強平面波(All-electron Full-potential Linear Augmented Plane Wave)法により 第一原理電子状態計算を実現するためのプログラムです。 基礎コースでは、典型的な単元素結晶系(Cu、Si、Fe等)を題材として、入力データの準備、セルフコンシステントな計算の実行、状態密度及びバンド構造の図形出力までを学修します。時間に余裕があれば、簡単な化合物系への発展も行います。
専門コースでは、以上に加えて、バンド構造からボルツマン理論に基づきフェルミ速度やホール係数等の計算を行い輸送現象の議論を進めます。
(S)STATE-Senri 密度汎関数法に基づくウルトラソフト擬ポテンシャルを用いた第一原理分子動力学法プログラムパッケージです。 Beginner course:シリコン、アルミ、銅、等の単体の固体の計算を行い、状態密度構造を描きます。時間があれば水素分子やエチレン等、小分子の構造最適化、基準振動解析等を行います。
Advanced course:、金属表面上の原子の吸着構造を求め、さらに、基準振動解析を行い、振動スペクトルを計算することを行います。また、原子の拡散過程をシミュレートし、拡散の活性化エネルギーを求めることを行います。
(E)ES-Opt 擬ポテンシャル法を用いた平面波基底展開による電子状態計算プログラムです。 Beginner Course: Siなどの簡単な系を用いて、電子状態計算の流れを理解し、入出力の扱い方を学んだのちに、プログラムを実際に動かして、そのソースコードを参照しながら学びます。全エネルギー、原子間力などを求め、簡単なバンド図の描画を行います。
Advanced Course: 以下のテーマのうちから受講生の興味によって題材を選択し、分子動力学シミュレーションを通して現象の解析方法を学びます。1)シリコン高圧相の圧力誘起相転移、2)炭素高圧相の圧力誘起相転移、3)シリコン中の不純物拡散、4)その他参加者の興味に従った電子状態計算に関するテーマ
(R)RSPACE 実空間差分法を用いて表面・界面のナノ構造の電子状態を密度汎関数法の局所密度近似の枠内で第一原理的に計算し、 またそれに基づいて分子動力学を行うコードです。 Beginner Course: テキストにそって、分子やバルクなどの簡単な系の電子状態を計算し、入出力の扱い方などプログラムの基本を理解する。全エネルギー、原子間力を計算し、平衡原子間距離や格子定数などを求める。
Advanced Course: Beginnerコースの簡単な復習の後、以下のテーマのうちから受講生の興味によって題材を選択する。1)並列計算機を用いた半導体表面・界面、カーボンナノチューブ、フラーレン等の原子・電子構造計算、2)輸送特性計算コードの実習とナノ構造の輸送特性計算、3)その他
(T)TSPACE 空間群やワイコフ位置などの結晶の対称性を生成するプログラムパッケージです。 実習の予定はありません

実行委員会
赤井 久純 (委員長、大阪大学大学院理学研究科教授、ナノサイエンスデザイン教育研究センターセンター長)
笠井 秀明 (大阪大学大学院工学研究科教授)
金森 順次郎 (財団法人山田科学振興財団理事長、阪大名誉教授、阪大元総長)
吉田 博 (大阪大学大学院基礎工学研究科教授)
鈴木 直 (関西大学システム理工学部教授)
伊藤 正 (大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター特任教授、副センター長)
浜田 典昭 (東京理科大学理工学部物理学科教授)
小口 多美夫 (大阪大学産業科学研究所教授)
下司 雅章 (事務局、大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター特任准教授)

企画・立案 CMD®コンソーシアム
赤井 久純 (委員長、大阪大学大学院理学研究科、OU-QEDRI)
笠井 秀明 (大阪大学大学院工学研究科、OU-QEDRI)
吉田 博 (大阪大学大学院基礎工学研究科、OU-QEDRI)
鈴木 直 (関西大学システム理工学部)
草部 浩一 (大阪大学大学院基礎工学研究科、OU-QEDRI)
中西 寛 (大阪大学大学院工学研究科、OU-QEDRI)
小倉 昌子 (大阪大学大学院理学研究科)
Wilson Agerico DIÑO (大阪大学大学院工学研究科)
OU-QEDRI Osaka University Quantum Engineering Design Research Initiative

連絡先
「コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン(CMD®)ワークショップ」
実行委員長  赤井久純   大阪大学大学院理学研究科 教授
 ナノサイエンスデザイン教育研究センター センター長
実行委員事務局  下司雅章  大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター 特任准教授

〒 560-8531 大阪府豊中市待兼山町1-3 大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター
http://www.insd.osaka-u.ac.jp
CMD担当: cmd[@mark]insd.osaka-u.ac.jp
TEL:06-6850-5742 FAX:06-6850-6398

参考資料
過去のワークショップのHPはこちら( CMD19 CMD18 CMD17, CMD16, CMD1-15
これまでの受講生 受講時の所属/役職
学生(435名)
大学生 大学院生
大阪大学、北海道大学、東北大学、青山学院大学、学習院大学、慶應義塾大学、総合研究大学院大学、千葉大学、東京工業大学、 東京大学、東京理科大学、明治大学、横浜国立大学、筑波大学、静岡大学、信州大学、豊田工業大学、豊橋技術科学大学、名古屋工業大学、長岡技術科学大学、新潟大学 東海大学、大阪市立大学、大阪府立大学、関西学院大学、京都工芸繊維大学、京都大学、近畿大学、神戸大学、兵庫県立大学、奈良先端科学技術大学院大学、立命館大学 龍谷大学、和歌山大学、三重大学、鳥取大学、広島大学、岡山理科大学、山口大学、九州大学、長崎大学
カリフォルニア工科大学、 Bandung Institute of Technology、Chulalongkorn University、De La Salle University、Hanoi University of science、Hue University、Mahidol University、National University of Singapore
大学関係者(108名)
教授 准教授 講師 助教 技官 研究員
大阪大学、北海道大学、東北大学、青山学院大学、宇都宮大学、神奈川工科大学、慶應義塾大学、首都大学東京、筑波大学、東京工業大学、 東京大学、東京理科大学、日本大学、横浜国立大学、富山大学、豊橋技術科学大学、名古屋工業大学、名古屋大学、北陸先端科学技術大学院大学、 大阪市立大学、大阪電気通信大学、大阪府立大学、関西学院大学、京都大学、滋賀県立大学、奈良教育大学、奈良女子大学、奈良先端科学技術大学院大学、立命館大学 兵庫県立大学、龍谷大学、三重大学、広島大学、岡山理科大学、山口大学、九州大学、
Bandung Institute of Technology、De La Salle University、Yeungnam University
高専(7名)
教授 准教授 講師
函館工業高等専門学校、一関工業高等専門学校、秋田工業高等専門学校、長岡工業高等専門学校、石川工業高等専門学校、呉工業高等専門学校
研究所など(63名)
主任研究員 副主任研究員 研究員
秋田県産業技術総合研究センター、大阪市立工業研究所、大津市役所、科学技術振興事業団、高エネルギー加速器研究機構、高輝度光科学研究センター、 国際医療センター研究所、国際電気通信基礎技術研究所、材料科学技術振興財団、産業技術総合研究所、日本原子力研究所、半導体エネルギー研究所、 福岡県工業技術センター機械電子研究所、物質・材料研究機構・物質研究所、府立産業技術総合研究所、理化学研究所(五十音順)
民間企業(201名)

アイテス、IBM、 アキュサイト、旭硝子、アドバンストアルゴリズム、石原産業、出光興産、植田計算科学研究所、NEC、 エーテック、 NTT、マイクロシステム、エプソン、NHK、FDK、 オムロン、大阪チタニウムテクノロジーズ、関西電力、キャトルアイ・サイエンス、キャノン、京セラ、けいはんな、 ケイレックス・テクノロジー(株)、 神戸製鋼所、国際電気通信基礎技術研究所、コニカミノルタ、 クラレ、三洋電機、シーメンス・ジャパン、シャープ、上越電気製作所、信越化学工業、新日本製鐵、 住友チタニウム、住友電気工業、精膳、ソニー、ソニーケミカル&インフォメーションデバイス、チッソ石油化学、 チバジャパン、TDK、中部電力、デンソー、東京エレクトロン、東京ガス、東芝、東芝研究開発センター、 東芝ライテック、東ソー、トヨタ自動車、豊田自動織機、豊田中央研、日産化学工業、日本ガイシ、日本軽金属、 日本サーモスタット、日本触媒、日本総研、Hyper-SIT、半導体エネルギー研究所、 日立化成、日立ハイテクノロジーズ、日立マクセル、PTT(株)、富士通、富士フイルム、松下テクノリサーチ、 松下電器産業(パナソニック)、 松下電工(パナソニック電工)、松下電池、三井金属、三菱化学、三菱重工、三菱電機、三菱マテリアル、中央研、 三菱レイヨン、村田製作所、大和崑崙企画、リコー、ローム(五十音順)
合計 814名   前回参加者の集合写真

★☆Information☆★

FAQ

Questionnaire&Comment

Asia CMD® Workshop

量子力学に基づいた信頼性の高いシミュレーションによる「第一原理計算とそれに基づく物質・デバイス・プロセス・デザイン」の基礎と応用を完全解説! 「計算機マテリアルデザイン入門」
笠井秀明・赤井久純・吉田博編
計算機マテリアルデザインによる先端研究事例として現在研究開発が急速に進んでいる「固体高分子形燃料電池」および「水素貯蔵材料」の知的設計について解説した必読の一冊! 「固体高分子形燃料電池要素材料・水素貯蔵材料の知的設計」
笠井秀明・津田宗幸
量子力学を固体物質系へ応用して電子の世界を記述する物理学の理論の概説。第一原理計算に必携の書! 「バンド理論―物質科学の基礎として」
小口多美夫
密度汎関数法によるマテリアルデザインを基礎的な理論と実例にもとづいて解説する 「密度汎関数法の発展 -マテリアルデザインへの応用」
赤井 久純・白井 光雲
「First-Principles Calculations In Real-Space Formalism:Electronic Configurations and Transport Properties of Nanostructures」
Kikuji Hirose, Tomoya Ono, Yoshitaka Fujimoto, Shigeru Tsukamoto
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