コンピュータで相転移物質の理論予測が可能に －理論計算で長期的にエネルギーを保存できる蓄熱材料も設計可能に－

東京大学大学院理学系研究科の大越慎一教授と筑波大学数理物質系の所裕子准教授らの共同研究グループは、固体物質において相転移現象が発現するか否かを、コンピュータ計算により予測可能であることを明らかにしました。相転移物質は、光記録材料などのスイッチング素子として産業界において重要な役割を担っています。今回提案する手法は、対象とする物質の電子状態および格子振動（フォノン）の第一原理計算により、熱力学的エネルギーなどを計算し、これを基に相転移が起こるか否かを判別します。また、その相転移温度も予測が可能であることを発見しました。さらに、統計熱力学計算を組み合わせることにより、相転移に伴う温度ヒステリシスの発現も予測可能であることも解明しました。