開催期間
２０１３年９月２日（月）−　９月６日（金）
場所
大阪大学大学院基礎工学研究科G棟
〒560-8531 大阪府豊中市待兼山町１−３
TEL：06-6850-6111（代）　　
アクセスマップはこちら（中ほどに基礎工学研究科建物案内図があります。）
主催
大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター
大阪大学大学院理学研究科物理学専攻
大阪大学サイバーメディアセンター
東京理科大学
計算物質科学イニシアティブ(CMSI)
独立行政法人日本学術振興会　研究拠点形成事業　A.先端拠点形成型
大阪大学Quantum Engineering Design Research Initiative
共催
東京大学物性研究所
趣旨
　　材料科学、物質科学は、２１世紀においても社会の技術基盤の発展を支える中心的な役割を果たすと考えられていますが、 これまでの経験的な組み合わせ論的新素材開発手法のみでは、 新しい知見に到達するまでの研究の効率化と省資源化・環境調和性の実現についての総合的検討の現代の必要性に対処できないと 考えられています。コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン(CMD®)の手法は、 このような状況におけるブレークスルーとなる可能性が極めて高いと期待されています。 このワークショップはコンピュテーショナル・マテリアルズ・デザインの可能性を展望するとともに、 その基本となる最先端の計算手法を学び、実際にマテリアルズ・デザインを体験することにより、 物質科学の新しいパラダイムに対応できる基礎能力をつけることを目的としています。 　第１７回からスーパーコンピューターコースを設置し、スーパーコンピューターを活用して大規模な系への適用についての実習も行っています。 次世代スパコンプロジェクトが進行している中、それを使いこなす人材の育成が急務です。 しかし、Ｆ１マシンに例えられる次世代スパコンは容易に使いこなせるものではありません。 そのためには、まず現存するスーパーコンピューターを十分使いこなす人材を育成することから始める必要があります。 本ワークショップでは、ベクトル化や並列化といったテクニカルな部分よりも、実際に計算して物質を設計する点に重点をおいて、 ５日間スパコンを自由に使って実習を行います。
内容
効率性、環境調和性が要求される21世紀の研究開発で重要な役割を果たすコンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン手法に関するチュートリアルを含むワークショップ。
  1. 第一原理計算の基礎
  2. マテリアルデザインの基礎と応用
  3. MACHIKANEYAMA2002実習
  4. STATE-Senri実習
  5. Osaka2k実習
  6. ABCAP実習
  7. HiLAPW実習
  8. NANIWA-Series実習
  9. ES-OPT実習
  10. RSPACE実習
  11. Ecalj実習
  12. その他
定員
４０名程度（申し込み書記載内容による選考があります）
参加費
受講費無料。（開催地までの旅費、宿泊費、食事代、懇親会費等については、実費を各受講生負担）
CMD®旅費支給についてのご案内
今回のCMD®ワークショップにおきまして、学生に本ワークショップに参加するための旅費を支給することとなりました。 対象者は、「日本の教育研究機関に所属する学生でＣＭＤ®ワークショップに参加を希望するが、交通費及び宿泊費が準備できない方」です。 所属機関からワークショップの開催会場までの交通費および宿泊費を支給するもので、奨学金のように所属機関に関係なく一定額を支給するというものではありません。 希望者には、下記の申請書に参加の動機、目的などを２０００字程度記述して頂きます。申請書をもとに、CMD®幹事会において審査し、承認された方には旅費が支給されます。 なお、旅費が支給された方には、参加終了後、参加報告書を提出していただきます。
旅費支給申請書 pdf rtf

申込方法
（計算コードの説明はこちら）
以下の申し込み用紙に記入し、電子メールとFAXの両方にてお申込下さい。 こちらからのご連絡はメールとなりますので逐次確認願います。
国籍の記入は貿易法上（輸出管理）の確認要件です。
申込用紙
*Windowsを御使用の方は、上記（pdf）を右クリックして「対象をファイルに保存（A)」 を選択すればpdf版申込用紙をダウンロードできます。
また同様に(rtf）をクリックすれば、MS-Word等で書き込めるリッチテキスト版申込用紙をダウンロードできます。
ビギナーコース（計算機ナノマテリアルズデザイン基礎チュートリアル・コース） pdf rtf
アドバンストコース（計算機ナノマテリアルズデザイン専門チュートリアル・コース） pdf rtf
エキスパートコース（計算機ナノマテリアルズデザイン先端チュートリアル・コース） pdf rtf
スパコンコース（計算機ナノマテリアルズデザインスーパーコンピューター・コース） pdf rtf

送信先：E-mail：cmd[@ mark]insd.osaka-u.ac.jp　
　　　　　FAX：06-6850-6342　　　 大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター「CMD®」係

申込期限
２０１３年７月２８日（日）
コース
受講生の希望により下記コースを選択できます。
テキストは随時更新します。（プログラム）をクリックしてください。

ビギナーコース（計算機ナノマテリアルズデザイン基礎チュートリアル・コース）（〜２５名程度） （プログラム）
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • 第一原理計算の基礎理論講義
  • 第一原理計算入門実習(３種類のコード：Machikaneyama2002・STATE=Senri・ABCAP）

アドバンストコース（計算機ナノマテリアルズデザイン専門チュートリアル・コース）（〜１５名程度） （プログラム）
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • CMD®実習（６種類のコードの内から２種類を選択）

エキスパートコース（計算機ナノマテリアルズデザイン先端チュートリアル・コース） （プログラム）
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • CMD®実践研究

スパコンコース（計算機ナノマテリアルズデザインスーパーコンピューター・コース）（４名程度） （プログラム）
  • CMD®先端事例講義及び特別講演
  • CMD®実習(STATE-Senri)

CMD®先端事例講義及び特別講演 ※予定
  • 先端事例講義(4)
    笠井（阪大）、尾方(阪大）、宮本（産総研）、中井(早大）
  • 特別講演(1)
    田中(庸)（京大）
計算コードの概要と実習内容
※各コードがどのコースでの実習となるかはその回によって異なります。（各コースのプログラムでご確認ください）
※コード名をクリックするとそのコードのＨＰにリンクします。
CMD®実習ソフトウェア・カタログ（最新版）はこちら
計算コード 概要 実習内容
（M）MACHIKANEYAMA2002 規則系、不規則系、不純物系、部分不規則系、不規則磁気モーメント系などの電子状態をグリーン関数法(KKR法)によって計算するためのパッケージです。 入力の作り方を実習した後、鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属の電子状態を計算します。次にこのような強磁性金属の不規則局所磁気モーメント状態 （スピングラスのように、各位置には局所磁気モーメントがあるが、その向きはランダムになっている）の電子状態を計算します。 これらの結果から、良く定義された局所磁気モーメントを持つ鉄と、そのような局所磁気モーメントを持てないニッケルの違いを実感します。 また、これらの計算から強磁性転移温度を見積もって実験値との比較を行ないます。 さらに、典型的な不規則合金としてニッケル・鉄合金の電子状態を計算し、インバー領域で磁気秩序の不安定化が起きることをみます。
アドバンストコースでは上記に加えて簡単なマテリアルデザインを実施します。
（N）NANIWA-Series 量子ダイナミクス計算のコード体系です。 金属表面における水素分子の解離吸着反応をシミュレートします。金属表面としては、活性化障壁のある銅表面および、障壁の無いパラジウムを取り上げ、それぞれの反応過程の特色を理解していただきます。同位体効果の確認、受講生各自が製作した任意のポテンシャルにおける反応確率の計算へ進みます。 時間があれば、更に分子振動を考慮した金属表面での水素分子の解離吸着反応、会合脱離反応、表面散乱等を取り扱います。対象表面は、銅、パラジュウム、白金等を予定しています。
（O）Osaka2k 平面波展開による擬ポテンシャル法電子状態計算プログラムです。 Beginner Course：簡単な系での、電子状態計算。構造の最適化。ここでは全員が自分でプログラムを動かす。下記のようなテーマのうち、時間と聴衆の好みにより適当なものを選択する。 １）圧力下での構造最適化 ２）シリコン中の格子空孔の構造
Advanced Course： やはり状況により下記のようなテーマから適当に選択する。 １） 結晶 Si中での Hの拡散を有限温度でシミュレーションする。 ２） 水素結晶の高圧での構造探索 ３） 半導体における高圧下での絶縁体ー金属転移のシミュレーション プログラム実行だけでなく、得られたデータ解析にも重点を置く。
（A）ABCAP 密度汎関数理論の局所密度近似（ＬＤＡ)の範囲で結晶の電子状態計算を行う全電子フルポテンシャル APW法の第一原理計算プログラムです。 Beginner Course： 単体および簡単な化合物のバンド構造と部分状態密度を計算し、結晶の波動関数がどのような原子波動関数から構成されているか、学習します。
Advanced Course： 遷移金属酸化物の電子状態の計算し、磁気構造によってバンド構造がどのように変わるか、また、Jahn-Teller歪みによってバンド構造がどのように変わるか、などを学習します。Bloch-Boltzmann理論に基づく熱起電力の計算や、バンド間遷移による光吸収の計算を適宜選択して行います。 LDAとLDA+Uの結果を比べ、＋Uの効果を確かめます。
（H）HiLAPW2002 局所密度近似の範囲での密度汎関数理論に基づき、全電子フルポテンシャル線形補強平面波（All-electron Full-potential Linear Augmented Plane Wave）法により 第一原理電子状態計算を実現するためのプログラムです。 基礎コースでは、典型的な単元素結晶系（Cu、Si、Fe等）を題材として、入力データの準備、セルフコンシステントな計算の実行、状態密度及びバンド構造の図形出力までを学修します。時間に余裕があれば、簡単な化合物系への発展も行います。
専門コースでは、以上に加えて、バンド構造からボルツマン理論に基づきフェルミ速度やホール係数等の計算を行い輸送現象の議論を進めます。
（S）STATE-Senri 密度汎関数法に基づくウルトラソフト擬ポテンシャルを用いた第一原理分子動力学法プログラムパッケージです。 Beginner course：シリコン、アルミ、銅、等の単体の固体の計算を行い、状態密度構造を描きます。時間があれば水素分子やエチレン等、小分子の構造最適化、基準振動解析等を行います。
Advanced course：、金属表面上の原子の吸着構造を求め、さらに、基準振動解析を行い、振動スペクトルを計算することを行います。また、原子の拡散過程をシミュレートし、拡散の活性化エネルギーを求めることを行います。
（E）ES-Opt 擬ポテンシャル法を用いた平面波基底展開による電子状態計算プログラムです。 Beginner Course: Siなどの簡単な系を用いて、電子状態計算の流れを理解し、入出力の扱い方を学んだのちに、プログラムを実際に動かして、そのソースコードを参照しながら学びます。全エネルギー、原子間力などを求め、簡単なバンド図の描画を行います。
Advanced Course: 以下のテーマのうちから受講生の興味によって題材を選択し、分子動力学シミュレーションを通して現象の解析方法を学びます。１）シリコン高圧相の圧力誘起相転移、２）炭素高圧相の圧力誘起相転移、３）シリコン中の不純物拡散、４）その他参加者の興味に従った電子状態計算に関するテーマ
（R）RSPACE 実空間差分法を用いて表面・界面のナノ構造の電子状態を密度汎関数法の局所密度近似の枠内で第一原理的に計算し、 またそれに基づいて分子動力学を行うコードです。 Beginner Course: テキストにそって、分子やバルクなどの簡単な系の電子状態を計算し、入出力の扱い方などプログラムの基本を理解する。全エネルギー、原子間力を計算し、平衡原子間距離や格子定数などを求める。
Advanced Course: Beginnerコースの簡単な復習の後、以下のテーマのうちから受講生の興味によって題材を選択する。１）並列計算機を用いた半導体表面・界面、カーボンナノチューブ、フラーレン等の原子・電子構造計算、２）輸送特性計算コードの実習とナノ構造の輸送特性計算、３）その他
（EJ）Ecalj L（APW+MTO）法（＝PMT法）という混合augmented基底の方法を基本としたパッケージです。構造緩和など一通りのことはできますが、特に、最新の方法であるQuasiparticle self-cosnsitent GW法（QSGW法） を実行し、準粒子を正確に計算できる点に特徴があります. 検索してみてください。githubのhttp://gh.codehum.com/tkotani/ecaljで公開しています。 簡単に、augment法について説明します。形式論の上では、多くの部分はPAW法とも共通です。そのあとLDA/GGAの限界、QSGW法のご利益、準粒子の意味などについても説明します。次にインストールとインストールチェックの仕方も説明します（githubのREADMEを読めば自分でもできるはずです。まずは、無料かつ容易であるのでubuntu12.04をノートにでも入れて テストすることを推奨します）。そして、構造を与えて、バンドやDOSなどを書くこと、出力の意味を読み取ることを行います（構造としてはVASPのPOSCARも変換できます）。LDA/GGAだけでなくQSGW法においても比較的容易に実行できるように工夫してありますし、組み込みのサンプルも増やしていってます。ただ現状ではQSGW法は重くて１０原子程度が扱える原子数の目安です。誘電関数やスピン揺らぎの計算などはリクエスト次第で説明できます。
（T）TSPACE 空間群やワイコフ位置などの結晶の対称性を生成するプログラムパッケージです。 実習の予定はありません

実行委員会
吉田　博 （委員長：大阪大学大学院基礎工学研究科教授）
笠井　秀明 （大阪大学大学院工学研究科教授）
赤井　久純 （東京大学物性研究所特任教授）
鈴木　直 （関西大学システム理工学部教授）
伊藤　正 （大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター特任教授、副センター長）
浜田　典昭 （東京理科大学理工学部物理学科教授）
小口　多美夫 （大阪大学産業科学研究所教授）
下司　雅章 （事務局：大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター特任准教授）

企画・立案　CMD®コンソーシアム
赤井　久純 （委員長：東京大学物性研究所、OU-QEDRI）
笠井　秀明 （大阪大学大学院工学研究科、OU-QEDRI）
吉田　博 （大阪大学大学院基礎工学研究科、OU-QEDRI）
鈴木　直 （関西大学システム理工学部）
草部　浩一 （大阪大学大学院基礎工学研究科、OU-QEDRI）
中西　寛 （大阪大学大学院工学研究科、OU-QEDRI）
小倉　昌子 （大阪大学大学院理学研究科）
Wilson Agerico DIÑO （大阪大学大学院工学研究科）
OU-QEDRI Osaka University Quantum Engineering Design Research Initiative

連絡先
「コンピュテーショナル・マテリアルズ・デザイン(CMD®)ワークショップ」
実行委員長 　吉田　博　 　大阪大学大学院基礎工学研究科　教授　
実行委員事務局 　下司雅章 　大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター　特任准教授

〒 560-8531 大阪府豊中市待兼山町1-3　大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター
http://www.insd.osaka-u.ac.jp
CMD担当： cmd[@mark]insd.osaka-u.ac.jp
TEL：06-6850-6342　FAX：06-6850-6342

参考資料
過去のワークショップのＨＰはこちら( CMD22 CMD21 CMD20 CMD19 CMD18 CMD17, CMD16, CMD1-15）
これまでの受講生 受講時の所属/役職
学生（５１５名）
 大学生　大学院生
大阪大学、北海道大学、東北大学、青山学院大学、学習院大学、慶應義塾大学、総合研究大学院大学、千葉大学、東京工業大学、 東京大学、東京理科大学、明治大学、横浜国立大学、筑波大学、静岡大学、山梨大学、信州大学、豊田工業大学、豊橋技術科学大学、名古屋大学、 名古屋工業大学、長岡技術科学大学、新潟大学 東海大学、大阪市立大学、大阪府立大学、関西大学、関西学院大学、京都工芸繊維大学、京都大学、近畿大学、神戸大学、兵庫県立大学、奈良先端科学技術大学院大学、立命館大学 龍谷大学、和歌山大学、三重大学、鳥取大学、広島大学、岡山理科大学、山口大学、九州大学、長崎大学
カリフォルニア工科大学、 Bandung Institute of Technology、Chulalongkorn University、De La Salle University、Hanoi University of science、Hue University、Mahidol University、National University of Singapore、Universiti Sains Malaysia
大学関係者（１１６名）
 教授　准教授　講師　助教　技官　研究員
大阪大学、北海道大学、東北大学、青山学院大学、宇都宮大学、神奈川工科大学、慶應義塾大学、首都大学東京、筑波大学、東京工業大学、 東京大学、東京理科大学、日本大学、横浜国立大学、富山大学、豊橋技術科学大学、豊田工業大学、名古屋工業大学、名古屋大学、北陸先端科学技術大学院大学、 大阪市立大学、大阪電気通信大学、大阪府立大学、関西学院大学、京都大学、滋賀県立大学、奈良教育大学、奈良女子大学、奈良先端科学技術大学院大学、立命館大学、龍谷大学 兵庫県立大学、龍谷大学、三重大学、広島大学、岡山理科大学、山口大学、九州大学、
Bandung Institute of Technology、De La Salle University、Yeungnam University、University of British Columbia
高専（７名）
 教授　准教授　講師
函館工業高等専門学校、一関工業高等専門学校、秋田工業高等専門学校、長岡工業高等専門学校、石川工業高等専門学校、呉工業高等専門学校
研究所など（６８名）
 主任研究員　副主任研究員　研究員
秋田県産業技術総合研究センター、大阪市立工業研究所、大津市役所、科学技術振興事業団、高エネルギー加速器研究機構、高輝度光科学研究センター、 国際医療センター研究所、国際電気通信基礎技術研究所、材料科学技術振興財団、産業技術総合研究所、情報通信研究機構、日本原子力研究所、半導体エネルギー研究所、 福岡県工業技術センター機械電子研究所、物質・材料研究機構・物質研究所、府立産業技術総合研究所、理化学研究所（五十音順）
民間企業（２３５名）

 アイテス、IBM、 アキュサイト、旭硝子、アドバンストアルゴリズム、石原産業、出光興産、植田計算科学研究所、NEC、 エーテック、 NTT、マイクロシステム、エプソン、NHK、FDK、 オートネットワーク、オムロン、大阪チタニウムテクノロジーズ、カネカ、関西電力、キャトルアイ・サイエンス、キャノン、京セラ、けいはんな、 ケイレックス・テクノロジー(株)、 神戸製鋼所、国際電気通信基礎技術研究所、コニカミノルタ、 クラレ、三洋電機、シーメンス・ジャパン、シャープ、上越電気製作所、信越化学工業、新日本製鐵、 住友チタニウム、住友電気工業、精膳、セイコーエプソン、ソニー、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス、チッソ石油化学、 チバジャパン、TDK、中部電力、デンソー、東京エレクトロン、東京ガス、東芝、東芝研究開発センター、 東芝ライテック、東ソー、トヨタ自動車、豊田自動織機、豊田中央研、日産化学工業、日本ガイシ、日本軽金属、 日本サーモスタット、日本触媒、日本総研、Hyper-SIT、半導体エネルギー研究所、 日立化成、日立造船、日立ハイテクノロジーズ、日立マクセル、PTT(株)、富士通、富士フイルム、松下テクノリサーチ、 松下電器産業（パナソニック）、 松下電工（パナソニック電工）、松下電池、三井金属、三菱化学、三菱ガス化学、三菱重工、三菱電機、三菱マテリアル、中央研、 三菱レイヨン、村田製作所、大和崑崙企画、リコー、ローム（五十音順）
合計　９４３名 　　前回参加者の集合写真

★☆Information☆★