日本利用材料信息學發現新型超導物質

日本物質材料研究機構（NIMS）與愛媛大學組成的研發小組，利用通過數據科學探索新物質的材料信息學（MI）方法，成功發現了在加壓狀態下顯現特性的新型超導物質。本次發現證明，運用材料信息學可以高效發現新型超導物質，不僅是超導物質，該方法還有望用於各種新材料的開發。

以前，研究人員一直根據論文中記載的晶體結構和原子價數等信息，憑經驗和直覺探索新型超導物質。因此，必須像進行地毯式轟炸那樣全面合成，既浪費時間又浪費金錢，是一項非常困難的作業，所以需要開發一種能以更高的效率發現新物質的新方法。

本研究著眼於積累了10多萬種無機物質晶體結構數據的無機材料資料庫AtomWork。首先將範圍縮小到可以實際計算電子狀態的約1500種候選物質組，然後通過計算這些物質的電子狀態，確定了27種有望實現超導的物質。研究人員從這27種物質中，選擇了容易實際合成的物質，最終確定了SnBi

2

4

2

Te

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研發小組對這2種物質進行合成，利用此前開發的在高壓力下測量電阻的裝置，成功發現了超導。另外還發現，超導轉變溫度會隨著壓力的上升而升高。此次採用的材料信息學是一種全新的方法，證明在數據科學的主導下，可以不受固定概念束縛，探索具有超導特性的物質，並精準、高效地使之實現。

圖1：通過計算從資料庫中選擇候選物質後施加高壓力發現超導的概念

實驗表明，在本次研究中發現的2種物質不但是新型超導材料，還能作為新型熱電物質的候選材料。利用本研究使用的方法，還有望開發超導以外的各種功能性物質。今後打算擴大對象物質的範圍，更加精準地導入顯現物性所需的參數，例如發現室溫超導物質等創新型功能性物質。

此次的研究成果預定發布在日本應用物理學會的國際雜誌《Applied Physics Express》（2018年9月號）上，作為 Spotlight 論文率先通過網路進行了發布。

文 客觀日本編輯部

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