2022/05/15 更新

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ウラタニ ヒロキ
浦谷 浩輝
所属
理工学術院 先進理工学部
職名
助教
メールアドレス
メールアドレス

学歴

  • 2018年04月
    -
    2021年03月

    早稲田大学   大学院先進理工学研究科   化学・生命化学専攻  

  • 2016年04月
    -
    2018年03月

    東京大学   大学院工学系研究科   化学システム工学専攻  

  • 2012年04月
    -
    2016年03月

    京都大学   工学部   工業化学科  

学位

  • 2021年03月   早稲田大学   博士(理学)

  • 2018年03月   東京大学   修士(工学)

  • 2016年03月   京都大学   学士(工学)

経歴

  • 2021年04月
    -
    継続中

    早稲田大学 先進理工学部   助教

  • 2020年10月
    -
    2021年03月

    早稲田大学   先進理工学部   助手

  • 2018年04月
    -
    2020年09月

    独立行政法人日本学術振興会   特別研究員(DC1)

 

研究キーワード

  • ダイナミクス

  • 非断熱

  • 励起状態

  • 理論化学

  • 計算化学

  • 量子化学

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論文

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受賞

  • 分子科学会オンライン討論会 学生優秀講演賞

    2020年09月  

    受賞者: 浦谷 浩輝

  • Poster Award, 10th Triennal Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP-X)

    2019年07月  

    受賞者: Hiroki Uratani

  • 奨学賞

    2019年06月   日本コンピュータ化学会  

    受賞者: 浦谷 浩輝

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 新規な計算化学手法に基づく半導体の非局所的励起状態ダイナミクスの探究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2024年03月
     

    浦谷 浩輝

  • 分子集合体の動的エキシトン現象に対する実時間シミュレーション手法の開発と応用

    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)

    研究期間:

    2021年09月
    -
    2023年03月
     

    浦谷 浩輝

  • 分子動力学計算に基づくペロブスカイト太陽電池における有機カチオンの機能の解明

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

    浦谷 浩輝

     概要を見る

    ペロブスカイト太陽電池の材料である鉛ハライドペロブスカイト(LHP)における光照射直後の振舞いは多くの物理・化学者の興味の対象となっている。ミクロな観点からこれを理解する方法として、計算機によるシミュレーションは強力な手段である。当該年度、本研究では、低コストな量子化学計算手法である密度汎関数強束縛(DFTB)法と、光励起状態に対応したダイナミクスシミュレーション手法である非断熱分子動力学法を組み合わせた手法をプログラムとして実装し、これをLHPに適用した。
    材料への光照射直後における重要な物理的過程としては、電流のもととなる正電荷と負電荷が生じる励起子解離、生じた正電荷と負電荷が安定な状態へと移るホットキャリア緩和、および電荷の生成に伴い周囲が構造的に変形するポーラロン形成がある。シミュレーションの結果、これらの過程は順番に起こるわけではなく、似たような時間スケールを持って同時進行的に起こることがわかった。また、これらは相互に連動した過程であることがわかり、本材料の光励起状態の計算化学的取扱に際して電子と核のダイナミクスの相互依存性を取り入れることの重要性が示唆された。
    さらに、より大規模な系のダイナミクスを取り扱えるようにするため、系を空間的に分割して計算する分割統治法を取り入れることで上記シミュレーション手法を拡張した。ベンチマーク計算の結果、本手法は従来法と遜色ない精度を有しながら計算コストが大幅に低く、なおかつ系のサイズを大きくしてもコストが急激に増大しないことが示された。本手法はLHPに限らず様々な系における大規模非断熱ダイナミクスシミュレーションに適用可能であることが示唆される。今後、さらなる拡張および応用が期待される。