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研究内容

最近の研究内容

研究紹介

原子・分子描像に基づいてナノ〜ミクロンスケール系の電流・熱流・熱電物性計算を可能にする大規模計算手法「時間依存波束拡散法」の開発。

時間依存波束拡散法とは？　…　高速アルゴリズム（オーダーＮ法）を用いた電子波束の量子論に基づく時間発展計算と分子動力学計算を連立させて、 久保公式から電気伝導度、移動度、熱電物性等を計算する方法。室温における１億個近い原子・分子集合系の伝導計算ができるので、実験結果と定量的に比較できる利点を持つ。

[研究内容紹介記事（英語）] (A4 ３ページ)


今までの研究内容 (主に学生時代)

  • 【リュービル方程式を用いたナノコンタクト系に対する過渡電流
                                        (定常状態に至るまでの時間依存電流) の計算手法開発】
  • 【遍歴電子系がつくるフラットバンド状態の励起子物性・量子電子伝導物性の研究】

現在の研究環境

Desk Computer Computer

拙者の机周りの様子と計算機 (2012年11月現在)。

計算機は、科研費(若手研究Ｂ)、さきがけの予算で購入できました。
ありがとうございました。大切に使います。
購入先 HPCテクノロジーズ

ノート

ノート（物理学関連）

教育業績

担当授業

  • 電子・物理工学特別研究
    (2017.10--現在)
  • Quantum mechanics A (留学生向け)
    2nd period, Thursday (2016.10--2017.02, 2017.04--2018.08)
  • Quantum theory for applied physics (留学生向け)
    5th period, Wednensday (2016.10--2016.12)

集中講義

  • 凝縮系物理学特別講義V (千葉大学大学院)
    2019.07.09--2010.07.10

研究業績一覧

プレスリリース

  • 2022年10月24日
    The 83rd JSAP Autumn Meeting 2022 Highlighted Presentations
    "A New Step Toward Improving Performance of n-Type Organic Semiconductors
    -Development of molecules that suppress low-frequency intramolecular vibration modes is the key"（    説明資料(英)）
    Hiroyuki Ishii (Faculty of Pure and Applied Science, University of Tsukuba, Associate Professor)
    Hiroyuki Yoshida (Graduate School of Engineering, Chiba University, Professor)
    Nobuhiko Kobayashi(Faculty of Pure and Applied Science, University of Tsukuba, Professor)

  • 2022年9月14日
    第83回 応用物理学会秋季学術講演会　注目講演プレスリリース
    「n型有機半導体の性能向上に新たな一手
    低振動数分子内振動モードを抑える分子開発が、改良の鍵に」（説明資料(和)）
    石井宏幸（筑波大学　数理物質系　准教授）
    吉田弘幸（千葉大学大学院　工学研究院　教授）
    小林伸彦（筑波大学　数理物質系　教授）

  • 2022年7月15日
    「開発の遅れているN型有機半導体の性能向上に本質的な一歩
    −電子の通り道の直接観測でポーラロン形成を証明−」（説明資料）
    吉田弘幸（千葉大学大学院　工学研究院　教授）
    佐藤晴輝（千葉大学融合理工学府　博士後期課程３年生）
    山田陽太（千葉大学融合理工学府　博士後期課程２年生）
    Syed A. Abd. Rahman（千葉大学融合理工学府　博士後期課程2022年終了　博士）
    石井宏幸（筑波大学　数理物質系　准教授）

  • 2021年10月22日
    「ポリマー半導体の高性能化に向けた新たな分子デザイン手法を開発
    〜ポリマー主鎖のπ電子を非局在化して半導体性能を20倍以上に向上〜」（説明資料）
    尾坂格（広島大学大学院　先進理工系科学研究科　応用化学プログラム　教授）
    三木江翼（広島大学大学院　先進理工系科学研究科　応用化学プログラム　助教）
    深澤愛子（京都大学　アイセムス　教授）
    山口茂弘（名古屋大学　ITbM　教授）
    石井宏幸（東京大学大学院　新領域創成科学研究科　特任研究員）
    角谷正友（物質・材料研究機構　主席研究員）
    小金澤智之（高輝度光科学研究センター　研究員）

  • 2020年5月2日
    「世界初！大気・熱・バイアスストレス耐性を有する
    高信頼性かつ高移動度電子輸送性有機半導体材料の開発に成功」（説明資料）
    岡本敏宏（東京大学大学院　新領域創成科学研究科　物質系専攻　准教授）
    熊谷翔平（東京大学大学院　新領域創成科学研究科　物質系専攻　特任助教）
    竹谷純一（東京大学大学院　新領域創成科学研究科　物質系専攻　教授）
    石井宏幸（筑波大学　数理物質系　物理工学域　助教）
    渡辺　豪（北里大学理学部物理学科　講師）

  • 2020年2月17日
    「有機半導体の材料開発を効率化するシミュレーションに成功
    　〜化学構造式と粉末Ｘ線回折データから単結晶の移動度を簡便に予測〜」（説明資料）
    石井宏幸（筑波大学　数理物質系　物理工学域　助教）
    小畑繁昭（コンフレックス株式会社　研究員）

  • 2017年11月16日
    「超スマート社会の実現のための次世代半導体分子システムの開発に成功」（説明資料）
    岡本敏宏（東京大学大学院　新領域創成科学研究科　物質系専攻　准教授）
    石井宏幸（筑波大学　数理物質系　物理工学域　助教）

出版論文、招待講演、口頭・ポスター発表

研究費助成（代表）

  • 科学研究費補助金　基盤研究(B)
    研究題目「第一原理に基づく熱電変換計算理論の開発と有機材料への応用」(18H01856)
    研究代表者　石井宏幸、研究分担者　岡本敏宏
    平成30年度(2018年度)〜令和3年度(2021年度)
    直接経費 13,300千円、間接経費 3,990千円
  • 科学研究費補助金　若手研究(A)
    研究題目「低分子系および高分子系有機半導体のための大規模電子伝導計算理論」(15H05418)
    研究代表者　石井宏幸
    平成27年度(2015年度)〜平成30年度(2018年度)（平成29年度で打ち切り→基盤研究(B)18H01856へ移行）
    直接経費 15,900千円、間接経費 4,770千円
  • 科学技術振興機構　さきがけ　領域「分子技術と新機能創出」　　(領域のホームページ)
    研究題目「高性能有機材料創出のための分子描像に立脚した大規模量子伝導計算理論の確立とその応用」(JPMJPR12K2)
    研究代表者　石井宏幸
    平成24年度(2012年度)〜平成27年度(2015年度)
    直接経費 18,570千円、間接経費 5,571千円
  • 科学研究費補助金　若手研究(B)
    研究題目「波束ダイナミクス法を用いた有機半導体でのポーラロン輸送機構の理論研究」(24760024)
    研究代表者　石井宏幸
    平成24年度(2012年度)〜平成25年度(2013年度)
    直接経費 3,500千円、間接経費 1,050千円
  • 科学研究費補助金　研究活動スタート支援
    研究題目「大規模量子伝導シミュレーション法の開発とナノカーボン・有機薄膜系への応用」(22810003)
    研究代表者　石井宏幸
    平成22年度(2010年度)〜平成23年度(2011年度)
    直接経費 2,100千円、間接経費 630千円

研究費助成（分担）

  • 科学研究費補助金　挑戦的研究(萌芽)
    研究題目「土壌粘土鉱物を利用した熱電変換材料の創製」(22K19001)
    研究代表者　本田充紀、研究分担者　村口正和、小田将人、石井宏幸
    2022.06.30 〜 2024.03.31（令和４年度〜令和５年度）
  • 科学研究費補助金　基盤研究(B)
    研究題目「分子間振動の抑制を基軸とした次世代有機半導体材料の創製」(17H03104)
    研究代表者　岡本敏宏、研究分担者　橋爪大輔、石井宏幸
    平成２９年度〜平成３１年度（令和元年度）
  • 科学研究費補助金　基盤研究(B)
    研究題目「大規模伝導計算による有機半導体のキャリア機構の解明」(23360018)
    研究代表者　小林伸彦、研究分担者　石井宏幸
    平成２３年度〜平成２６年度

計算機関係メモ

計算機毎の使い方

その他、計算機関連

電子状態計算ソフトウェアの使い方

数式処理ソフトウェアの使い方

略歴

学歴・職歴

所属学会

  • 日本物理学会　(領域９運営委員2013年4月〜2014年3月)
  • 応用物理学会
  • 日本表面科学会
  • 米国物理学会
  • 日本化学会（化学フェスタ実行委員2015年4月〜2020年2月）

リンク

お世話になっている方々 千葉大学　理学部　物理学科　ナノサイエンス研究室（中山研究室） 和歌山大学　システム工学部　応用物理学メジャー　物性理論研究室（小田研究室）
東京大学大学院　新領域創成科学研究科　物質系専攻　竹谷・岡本研究室 豊橋科学技術大学　情報・知能工学系　計算化学研究室（後藤研究室）
論文サイト 筑波大学(蔵書) 筑波大学(電子ジャーナル)
Nature Science
Physical Review B Physical Review Letters
Nano Letters arXiv
Applied Physics Letters Advanced Materials
The Journal of Chemical Physics The Journal of Physical Chemistry
Chemical Reviews Journal of the American Chemical Society
データベース JREC-IN(研究者人材データベース) researchmap

戯言

趣味・特技

世界征服マップ

世界地図

1. Edinburgh, UK (2002.8) 2. London, UK (2002.8) 3. Flagstaff, Arizona, USA (2004.7) 4. Vienna, Austria (2006.7) 5. Istanbul, Turkey (2006.7-8)
6. Denver, Colorado, USA (2007.3)(2014.3) 7. Stockholm, Sweden (2007.7) 8. Grenoble, France (2007.7) 9. Waikoloa, Hawaii, USA (2007.11) 10. New Orleans, Loisiana, USA (2008.3)
11. Keystone, Colorado, USA (2008.7) 12. Liverpool, UK (2008.7-8) 13. Kohala Coast, Hawaii, USA (2008.12) 14. Pittsburgh, Pennsylvania, USA (2009.3) 15. Portland, Oregon, USA (2010.3)
16. Beijing, China (2010.8) 17. San sebastian, Spain (2010.9) 18. Dallas, Texas, USA (2011.3) 19. Prague, Czech (2011.7) 20. Dalian, China (2011.10)
21. Barcelona, Spain (2012.2)(2015.8-9) 22. Boston, Mssachusetts, USA (2012.2-3) 23. Thessaloniki, Greece (2012.7) 24. Baltimore, Maryland, USA (2013.3) 25. Gyeongju, Korea (2013.6-7)
26. Lille, France (2014.6) 27. Brussels, Belgium (2015.3) 28. Paris, France (2015.3) 29. Barcelona, Spain (2015.8-9) 30. San sebastian, Spain (2016.9)
31. Singapore (2017.6) 32. Bintan island, Indonesia (2017.6) 33. Cancun, Mexico (2018.9-10) 34. Singapore (2019.6) 35.

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