名古屋大学の宇佐美徳隆教授らは東北大学などとの共同研究で、実験・計算・ＡＩを融合した「多結晶材料情報学」による材料解析手法により複雑な多結晶材料の転位発生メカニズムの解明に成功した。

研究ではメートルスケールの太陽光パネルに用いられる多結晶シリコンの画像データに独自開発したＡＩを適用。仮想空間に多結晶材料の３次元モデルを作成した。そのモデルを利用することで、材料性能を低下させる結晶欠陥である「転位クラスター」の発生領域を特定している。

さらに、その領域の電子顕微鏡観察と理論計算を連携させることで、粒界がナノスケールの階段状に原子が面上に並ぶ「ファセット構造」を形成して、転位が発生するというメカニズムを解明した。複雑な多結晶材料中の現象解明は、多結晶材料情報学によりメートルスケールのマクロな材料から、現象を特徴づけるナノスケール領域を効率的に解析することで初めて可能となった。

研究グループは「これらの成果は、多結晶材料情報学が多様な多結晶材料の未解明現象の解明に有用であることを実証するものであり、金属・セラミックス・半導体などの多様な多結晶材料における学術の変革と革新的な高性能多結晶材料創成への貢献できる」としている。