2025/03/27 更新

写真a

アライダイ マサアキ
洗平 昌晃
ARAIDAI Masaaki
所属
未来材料・システム研究所 附属未来エレクトロニクス集積研究センター マルチフィジックスシミュレーション部 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部
職名
助教

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2007年9月   東京理科大学 ) 

研究キーワード 2

  1. 表面・界面電子物性

  2. 計算物質科学

研究分野 2

  1. ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性  / 表面・界面電子物性

  2. ナノテク・材料 / ナノ材料科学  / 計算物質科学

経歴 5

  1. 未来材料・システム研究所 附属未来エレクトロニクス集積研究センター   助教

    2015年10月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学 大学院工学研究科   助教

    2013年8月 - 2015年9月

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    国名:日本国

  3. 筑波大学 計算科学研究センター 研究員

    2012年8月 - 2013年7月

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    国名:日本国

  4. 東北大学 原子分子材料科学高等研究機構 産学官連携研究員

    2009年4月 - 2012年7月

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    国名:日本国

  5. 早稲田大学 ナノ理工学研究機構 客員講師(専任扱い)

    2007年11月 - 2009年3月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 東京理科大学   理学研究科   物理学専攻

    2004年4月 - 2007年9月

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    国名: 日本国

  2. 東京理科大学   理学研究科   物理学専攻

    2002年4月 - 2004年3月

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    国名: 日本国

  3. 東京理科大学   理学部   物理学科

    1998年4月 - 2002年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 日本物理学会

  2. 応用物理学会

  3. 日本表面科学会

受賞 4

  1. MNC 2017 Award for Outstanding Paper

    2018年11月   31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference Organizing Committee   Growth of Two-Dimensional Ge Crystal by Annealing of Heteroepitaxial Ag/Ge(111) under N2 Ambient

    K. Ito, A. Ohta, M. Kurosawa, M. Araidai, M. Ikeda, K. Makihara, S. Miyazaki

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  2. 日本磁気学会論文賞

    2016年9月   公益社団法人 日本磁気学会   Theoretical Investigation on Electronic and Magnetic Structures of FeRh

    高橋秀和,洗平昌晃,岡田晋,白石賢二

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    受賞区分:学会誌・学術雑誌による顕彰  受賞国:日本国

  3. IWDTF Young Paper Award

    2015年11月   Organizing Committee of 2015 International Workshop on DIELECTRIC THIN FILMS FOR FUTURE ELECTRON DEVICES -SCIENCE AND TECHNOLOGY-   Evaluation of Energy Band Structure of Si1-xSnx by Density Functional Theory Calculation and Photoelectron Spectroscopy

    Y. Nagae, S. Shibayama, M. Kurosawa, M. Araidai, M. Sakashita, O. Nakatsuka, K. Shiraishi, and S. Zaima

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  4. 2015年応用物理学会春季学術講演会Poster Award

    2015年3月   公益社団法人 応用物理学会   First principles stucy on atomic defects in insulators of MONOS memory

    白川裕規, 洗平昌晃, 神谷克政, 白石賢二

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

 

論文 83

  1. Single Crystal Growth and Transport Properties of van der Waals Materials ABTe4 (A/B = Ti, Zr, Hf) 査読有り

    Y. Hasuo, T. Urata, M. Araidai, Y. Tsuchiya, S. Awaji, H. Ikuta

    Journal of the Physical Society of Japan   93 巻 ( 1 ) 頁: 014705   2023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: 10.7566/JPSJ.93.014705

  2. Formation of germanene with free-standing lattice constant 査読有り 国際共著

    J. Yuhara, D. Matsuba, M. Ono, A. Ohta, S. Miyazaki, M. Araidai, S. Takakura, M. Nakatake, G. Le Lay

    Surface Science   738 巻   頁: 122382   2023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: https://doi.org/10.1016/j.susc.2023.122382

  3. Elucidation of Spin-Correlations, Fermi Surface and Pseudogap in a Copper Oxide Superconductor 査読有り

    H. Kamimura, M. Araidai, K. Ishida, S. Matsuno, H. Sakata, K. Sasaoka, K. Shiraishi, O. Sugino, J.-S. Tsai, K. Yamada

    condensed matter   8 巻 ( 2 ) 頁: 33   2023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)  

    DOI: https://doi.org/10.3390/condmat8020033

  4. Effect of hydrogen atoms on potassium-ion electrets used in vibration-powered generators 査読有り

    Y. Ohata, M. Araidai, T. Ishiguro, H. Mitsuya, H. Toshiyoshi, Y. Shibata, G. Hashiguchi, K. Shiraishi

    Materials Science in Semiconductor Processing   157 巻   頁: 107306   2023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)  

    DOI: https://doi.org/10.1016/j.mssp.2022.107306

  5. Microscopic physical origin of charge traps in 3D NAND flash memories 査読有り

    F. Nanataki, J. Iwata, K. Chokawa, M. Araidai, A. Oshiyama, K. Shiraishi

    Japanese Journal of Applied Physics   62 巻   頁: SC1038   2023年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.35848/1347-4065/acaeb3

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書籍等出版物 3

  1. ポストグラフェン材料の創製と用途開発最前線 ~二次元ナノシートの物性評価、構造解析、合成、成膜プロセス技術、応用展開~

    洗平昌晃( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 計算科学によるIV族二次元物質の研究)

    (株)エヌ・ティー・エス  2020年4月  ( ISBN:978-4-86043-657-5

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    総ページ数:448   担当ページ:51-58   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  2. Fundamentals of Picoscience

    M. Araidai, M. Tsukada( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Single-atom electromigration in atomic-scale conductors)

    CRC Press Taylor & Francis  2013年9月  ( ISBN:1466505095

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    総ページ数:756   担当ページ:529-540   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: https://doi.org/10.1201/b15523

  3. Carbon Nanotube and Related Field Emitters: Fundamentals and Applications

    K. Watanabe, M Araidai( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Field Emission from Graphitic Nanostructures)

    Wiley-VCH Verlag  2010年8月  ( ISBN:3527327347

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    総ページ数:504   担当ページ:55-66   記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: 10.1002/9783527630615.ch5

講演・口頭発表等 190

  1. 帯電材料カリウムイオンエレクトレットにおけるSiO5構造の負電荷蓄積機構と検出方法の理論的解析

    桐越大貴, 大畑慶記, 洗平昌晃, 石黒巧真, 三屋裕幸, 年吉洋, 橋口原, 白石賢二

    第72回応用物理学会春季学術講演会  2025年3月15日  公益社団法人応用物理学会

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京理科大学野田キャンパス  

  2. 帯電材料カリウムイオンエレクトレットにおけるSiO5構造の負電荷蓄積機構と検出方法の理論的解析

    桐越大貴, 大畑慶記, 洗平昌晃, 石黒巧真, 三屋裕幸, 年吉洋, 橋口原, 白石賢二

    第30回電子デバイス界面テクノロジー研究会  2025年1月24日 

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    開催年月日: 2025年1月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:静岡県沼津市   国名:日本国  

  3. Influence of Hydrogen Desorption Temperature on Interlayer Distance of Multilayered GeH Nanosheets under Ultrahigh Vacuum Ambient 国際会議

    K. Matsumoto, M. Araidai, S. Shibayama, M. Sakashita, O. Nakatsuka, T. Nishimura, K. Nagashio, M. Kurosawa

    2024 International Conference on Solid State Device and Materials (SSDM2024)  2024年9月4日 

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    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:英語  

    開催地:Himeji   国名:日本国  

  4. Construction of Machine Learning Potential for Titanium Oxides with Crystallographic Shear Structure

    XUAN DAI, Masaaki Araidai, Takuma Shiga, Toru Ujihara, Shunta Harada

    2024年3月23日 

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    開催年月日: 2024年3月

    会議種別:口頭発表(一般)  

  5. カリウムイオンエレクトレット内のSiO5構造の検出方法の検討

    桐越大貴,大畑慶記,洗平昌晃,石黒巧真,三屋裕幸,年吉洋,芝田泰,橋口原,白石賢二

    第71回応用物理学会春季学術講演会  2024年3月22日 

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    開催年月日: 2024年3月

    会議種別:口頭発表(一般)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. デバイスインバースデザインのための表界面稼働状態計測解析法の確立

    研究課題番号:22715439  2022年10月 - 2028年3月

    国立研究開発法人科学技術振興機構   戦略的創造研究推進事業  戦略的創造研究推進事業(CREST)「社会課題解決を志向した革新的計測・解析システムの創出」領域

    多田 朋史, 立川 仁典, 田村 亮, 洗平 昌晃, 谷口 正輝

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

  2. ナノスケール次世代電子デバイスの第一原理電子状態計算に基づく理論研究

    2015年10月

    日東学術振興財団  第31回海外派遣助成金 

    洗平 昌晃

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

科研費 15

  1. 14族ナノシートのキャリア輸送特性と新機能開拓

    研究課題/研究課題番号:24H00853  2024年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    洗平 昌晃, 山影 相

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  2. 14族ナノシートに関する総括的研究

    研究課題/研究課題番号:24H00849  2024年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    黒澤 昌志, 安藤 裕一郎, 川那子 高暢, 洗平 昌晃

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

  3. 機械学習ポテンシャルによる協奏的現象の速度論解析

    研究課題/研究課題番号:22K12059  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    洗平 昌晃

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    近年,データ科学の技術を利用して,計算物質科学の分野で用いられてきた高精度な第一原理電子状態計算の結果を再現するポテンシャル(機械学習ポテンシャル)の作成が盛んに試みられており,第一原理電子状態計算では太刀打ちできないサイズの系・現象への適用が期待されている.本研究課題では,機械学習ポテンシャルを用いた自由エネルギー計算手法を作成し,その可能性を探る.次世代の素子材料や電池などは,多数の原子・分子が織り成す複雑な協奏的現象がその特性を支配している.協奏的現象をエネルギー論の観点だけからでなく速度論の観点からも解析することのできる本計算手法は,次世代を牽引する産業技術開発に資するものである.

  4. シリコン酸化膜に覆われたゲルマネンを用いた超高速エレクトロニクスの開発

    研究課題/研究課題番号:20K21142  2020年7月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    大田 晃生, 牧原 克典, 田岡 紀之, 洗平 昌晃

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:650000円 ( 直接経費:650000円 )

    ゲルマニウム原子の二次元結晶であるゲルマネンは、グラフェンと同様のハニカム格子を取ることから非常に特殊な電子状態を有し、グラフェンと同等の高いキャリア移動度に加えて、強いスピン軌道相互作用を持つという特徴が理論的に明らかにされている。しかしながら、現在、その特殊な電子状態をデバイスに展開するには至っていない。そこで、本申請では、ゲルマネンをはじめとするゲルマニウム原子の二次元結晶の電子状態を引き出すと伴に化学的安定性を高めるために、シリコン酸化膜で覆われた状態で形成する方法を確立することを目指す。その後、ゲルマニウム二次元結晶のキャリア輸送特性を実験及び理論の両面から精査する。

  5. 第一原理計算からの気液固複合相ヘテロ界面の実在系非平衡シミュレーション

    研究課題/研究課題番号:19K22044  2019年6月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    多田 朋史, 洗平 昌晃

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:2300000円 ( 直接経費:2300000円 )

    デバイス性能を議論する際、バルク材料と他相とのヘテロ接合界面の微視的情報の把握が重要であるが、これは大変困難な課題である。それは、原子、分子、イオンが各相に流れ込むことによる不定比組成状態の出現と、反応・拡散速度の違いによる非平衡性のため、ヘテロ界面の実態を微視的に決定することが極めて困難なためである。よって、本研究は第一原理計算を利用した網羅的素過程探索と、気液固複合相の非平衡状態を記述できる長時間ダイナミクス手法とを融合することで気液固複合相ヘテロ界面の実在系非平衡シミュレーションを達成し、新しい計算技術の潮流を生み出すことを目的としたものである。
    第一原理電子状態計算の進歩によりバルク材料物性の高精度予測が可能となったが、デバイスとしての性能を議論する際に重要であるバルク材料と他相(気相、液相、固相)との接合界面(ヘテロ界面)に関しては計算技術の飛躍的進展が必要とされている 。これは、原子、分子、イオンが各相に流れ込むことによる不定比組成状態がヘテロ界面に出現することに加え、各素過程に依存した反応・拡散速度の違いによる非平衡性のため 、ヘテロ界面の実態を微視的に決定することが極めて困難なためである。既存の第一原理分子動力学計算では到達不可能な時空間スケールの現象である。よって、ヘテロ界面の正確な微視的モデリングからデバイス設計への道筋を確立するためには、第一原理電子状態計算を利用した網羅的素過程探索と、気液固複合相の非平衡状態を記述できる長時間ダイナミクス手法との融合が必須である。本研究は、代表者開発の大規模開放系動的モンテカルロ法と分担者開発のマルチカノニカル法を発展的に融合することで気液固複合相ヘテロ界面の実在系非平衡シミュレーションを実現し、新しい計算技術の潮流を生み出すことを目的とした研究である。
    上記の目標を達成すべく、H31年度(令和元年度)は代表者による動的モンテカルロ用の液体状態の記述法確立と大規模開放系動的モンテカルロ法の更なる高速化、分担者による第一原理計算を用いた網羅的素過程探索と第一原理計算の高速化、を実行した。
    H31年度(令和元年度)は代表者による動的モンテカルロ用の液体状態の記述法確立と大規模開放系動的モンテカルロ法の更なる高速化、分担者による第一原理計算を用いた網羅的素過程探索と第一原理計算の高速化、を実行した。動的モンテカルロ用の液体状態の記述法としては、2つの手法について検討を行った。1:固体用動的モンテカルロ法のグリッド手法を採用、2:ニューラルネットワークポテンシャル分子動力学と動的モンテカルロ法との融合。いずれの手法も十分に実行性の高い手法であることを確認した。大規模開放系動的モンテカルロ法の更なる高速化としては、現状のプログラムにおけるホットスポットであるポアソンソルバー部分の高速化に成功した。第一原理計算を用いた網羅的素過程探索では、欠陥を含む酸化物を対象として、その系における網羅的素過程探索を実行し同手法の有効性を確認した。第一原理計算の高速化ではニューラルネットワークポテンシャルを導入することで、第一原理計算の精度をおとすことなく1000倍程度の高速化を達成した。以上の通り、H31年度(令和元年度)の計画を順調に達成し、最終目標に向けて研究は進展している。
    令和2年度(最終年度)は、高速化された液体用動的モンテカルロを用いて、複雑系をターゲットとした網羅的素過程探索実行後、巨視的な時間スケールにわたる動力学計算を実行する計画である。また、同目標を達成する上で、電子ダイナミクスを取り入れることの重要性も明らかとなり、当初の計画では含めていなかった動的モンテカルロ法による電子ダイナミクス記述法の構築も含めることとした。研究推進としては、本来であれば代表者と分担者それぞれの活動拠点で定期的な打ち合わせを行うことが望ましいが、昨年12月ごろから世界的に蔓延しだしたコロナウイルスの影響により、個々の拠点からは移動せず、電子メールやWeb会議等を用いて継続的に打ち合わせを行う予定である。代表者と分担者が開発している個々の技術の有機的な融合が望ましいが、目標達成においてはそれぞれの技術とそこで得られた情報をカスケード的に用いることで達成できるため、研究推進としては上記のもので十分であると考えている。

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担当経験のある科目 (本学) 56

  1. 物理工学演習2b

    2024

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    学部2年春学期

  2. [G30]物理学演習1a

    2024

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    学部2年秋学期
    G30学部2年生の演習(工学部と共同開講)
    工学部の名称:解析力学及び演習

  3. [G30]解析力学及び演習

    2024

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    学部2年秋学期
    G30学部2年生の演習(理学部と共同開講)
    理学部の名称:物理学演習1a

  4. 物理工学演習2b

    2023

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    学部2年春学期

  5. 解析力学及び演習

    2023

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    学部2年秋学期
    G30学部2年生の演習(理学部と共同開講)
    理学部の名称:物理学演習1a

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学術貢献活動 7

  1. EXECUTIVE COMMITTEE of ICMaSS2025 国際学術貢献

    役割:企画立案・運営等

    2024年4月

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    種別:学会・研究会等 

  2. EXECUTIVE COMMITTEE of ICMaSS2023 国際学術貢献

    役割:企画立案・運営等

    Institute of Materials and Systems for Sustainability  2023年2月 - 2023年12月

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    種別:学会・研究会等 

  3. Program Committee of IWSingularity 2022 / ISWGPDs 2022 国際学術貢献

    役割:企画立案・運営等

    2021年10月 - 2022年1月

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    種別:学会・研究会等 

  4. EXECUTIVE COMMITTEE of ICMaSS2021 国際学術貢献

    役割:企画立案・運営等

    Institute of Materials and Systems for Sustainability  2020年12月 - 2021年12月

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    種別:学会・研究会等 

  5. 日本物理学会第75回年次大会実行委員会

    役割:企画立案・運営等

    日本物理学会  2018年12月 - 2020年3月

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    種別:学会・研究会等 

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