小林 亮 (コバヤシ リヨウ)

KOBAYASHI Ryo

写真a

所属学科・専攻等

物理工学教育類 応用物理分野
物理工学専攻 応用物理分野

職名

助教

連絡先

連絡先

ホームページ

http://ryokbys.web.nitech.ac.jp/

外部リンク

学位

  • 理学博士 ( 0001年01月   千葉大学 )

研究分野

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 材料力学、機械材料

  • ナノテク・材料 / ナノ材料科学

 

研究経歴

  • 固体の原子シミュレーションのための高精度力場開発

    国際共同研究  

    研究期間: 2015年12月 - 現在

論文

  • Na superionic conductor-type LiZr2(PO4)3 as a promising solid electrolyte for use in all-solid-state Li metal batteries 招待あり 査読あり 国際共著 国際誌

    Masanobu Nakayama, Koki Nakano, Maho Harada, Naoto Tanibata, Hayami Takeda, Yusuke Noda, Ryo Kobayashi, Masayuki Karasuyama, Ichiro Takeuchi, Masashi Kotobuki

    Chemical Communications   58   9328 - 9340   2022年08月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry  

    DOI: 10.1039/D2CC01526A

    その他リンク: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cc/d2cc01526a

  • Vacancy-assisted ferroelectric domain growth in BaTiO3 under an applied electric field: A molecular dynamics study 査読あり 国際共著 国際誌

    Takahiro Tsuzuki, Shuji Ogata, Ryo Kobayashi, Masayuki Uranagase, Seiya Shimoi, Dilshod Durdiev, Frank Wendler

    Journal of Applied Physics   131   194101-1 - 194101-10   2022年05月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    DOI: 10.1063/5.0090231

    その他リンク: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0090231

  • Non-equilibrium molecular dynamics study on atomistic origin of grain boundary resistivity in NASICON-type Li-ion conductor 査読あり 国際誌

    Ryo Kobayashi, Koki Nakano, Masanobu Nakayama

    Acta Materialia   226   117596   2022年03月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier  

    Grain boundary (GB) resistance to ion conduction in solid-state electrolytes is one of the main issues on next-generation, high-performance rechargeable batteries. Thus, it is required to understand the origin of the GB resistance from the atomistic point of view. In this paper, a method to investigate the local ion flux using the non-equilibrium molecular dynamics (NEMD) is proposed, and it is demonstrated that the atomistic origin of the GB resistance in NASICON-type LiZr2(PO4)3 is clarified by the local ion-flux analysis of poly-crystalline system containing over half-million atoms in combination with Li-ion site potential energy analysis. The local ion-flux analysis enables us to visualize where Li ions migrate fast or slow in poly-crystalline structures, and it is observed, for the first time, that Li ions move toward lower reaches within grains and pass through specific regions of GBs. The Li-ion site potential energy analysis provides atomic-level details of the differences between high-flux and low-flux regions. It is confirmed from the analyses that the GB resistance comes from deep Li-ion traps and high-energy Li-ion migration paths made of rings of PO4 and ZrO6 polyhedra that do not exist in the crystalline structure.

    DOI: 10.1016/j.actamat.2021.117596

    その他リンク: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645421009745?via%3Dihub

  • Simulation Analysis of Effect of Vacancies on Ferroic Domain Growth of BaTiO3 査読あり 国際誌

    Takahiro Tsuzuki, Shuji Ogata, Ryo Kobayashi, Masayuki Uranagase, Seiya Shimoi, Saki Tsujimoto

    international journal of circuits, systems and signal processing   15   1828 - 1832   2021年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.46300/9106.2021.15.197

    その他リンク: https://www.naun.org/main/NAUN/circuitssystemssignal/2021/e022005-197(2021).php

  • Molecular Dynamics Simulation of Li-Ion Conduction at Grain Boundaries in NASICON-Type LiZr2(PO4)3 Solid Electrolytes 査読あり 国際誌

    Koki Nakano, Naoto Tanibata, Hayami Takeda, Ryo Kobayashi, Masanobu Nakayama, Naoki Watanabe

    The Journal of Physical Chemistry C   125 ( 43 )   23604 - 23612   2021年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Publications  

    DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c07314

    その他リンク: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jpcc.1c07314

  • Exploring the diffusion mechanism of Li ions in different modulated arrangements of La(1-X)/3LixNbO3 with fitted force fields obtained via a metaheuristic algorithm 査読あり 国際誌

    Zijian Yang, Robyn E. Ward, Naoto Tanibata, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama, Ryo Kobayashi

    Solid State Ionics   366-367   115662   2021年08月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier  

    DOI: j.ssi.2021.115662

    その他リンク: https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115662

  • nap: A molecular dynamics package with parameter-optimization programs for classical and machine-learning potentials 査読あり 国際誌

    Ryo Kobayashi

    Journal of Open Source Software   6   2768   2021年01月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.21105/joss.02768

    その他リンク: https://joss.theoj.org/papers/10.21105/joss.02768

  • High-throughput production of force-fields for solid-state electrolyte materials 査読あり 国際誌

    Ryo Kobayashi, Yasuhiro Miyaji, Koki Nakano, Masanobu Nakayama

    APL Materials   8 ( 8 )   081111   2020年08月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    An automatic and high-throughput method to produce interatomic force-fields for solid-state electrolyte materials is proposed. The proposed method employs the cuckoo search algorithm with an automatic update of search space to optimize parameters in empirical potentials to reproduce radial and angular distribution functions and equilibrium volume obtained from the ab initio molecular dynamics simulation. The force-fields for LiZr2(PO4)3 and LaF3 systems parameterized using the present method well reproduce key physical properties required to study ion conductivity of solid-state electrolyte materials. The current approach takes only one or two days to produce a force-field including the ab initio calculation to create reference data, which will greatly enhance the speed of exploration and screening of candidate materials.

    DOI: 10.1063/5.0015373

    その他リンク: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0015373

  • Exhaustive and informatics-aided search for fast Li-ion conductor with NASICON-type structure using material simulation and Bayesian optimization 査読あり 国際誌

    Koki Nakano, Yusuke Noda, Naoto Tanibata, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama, Ryo Kobayashi, Ichiro Takeuchi

    APL Materials   8 ( 4 )   041112   2020年04月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    Currently, NASICON-type LiZr2(PO4)3 (LZP)-related materials are attracting attention as solid electrolytes. There are experimental reports that Li-ion conductivity can be improved by doping a small amount of Ca or Y into stoichiometric LZP. In previous studies, doping with only one element having a narrow search space has been attempted, and thus, further improvement of the Li-ion conductivity is conceivable by using multi-element doping. When multi-element doping is attempted, because the search space becomes enormous, it is necessary to evaluate the Li-ion conductivity using a low-cost method. Here, force-field molecular dynamics using a bond valence force field (BVFF) approach was performed to evaluate the Li-ion conductivity. We confirmed that the Li-ion conductivity of stoichiometric LZP derived from BVFF (6.2 × 10−6 S/cm) has good agreement with the first principle calculation result (5.0 × 10−6 S/cm). Our results suggest that the Li-ion conductivity can be further improved by simultaneously doping LZP with Ca and Y [6.1 × 10−5 S/cm, Li35/32Ca1/32Y1/32Zr31/16(PO4)3]. In addition, Bayesian optimization, which is an informatics approach, was performed using exhaustively computed conduction property datasets in order to validate efficient materials search. The averages for Bayesian optimization over 1000 trials show that the optimal composition can be found about seven times faster than by random search.

    DOI: 10.1063/5.0007414

    その他リンク: https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0007414

  • Ca doping effect on the Li-ion conductivity in NASICON-type solid electrolyte LiZr2(PO4)3: A first-principles molecular dynamics study 査読あり 国際共著 国際誌

    Yusuke NODA, Ryo KOBAYASHI, Masanobu NAKAYAMA 他

    APL Materials   6   060702   2018年06月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    DOI: 10.1063/1.5033460

全件表示 >>

書籍等出版物

  • AI・MI・計算科学を活用した蓄電池研究開発動向

    森分博紀,小林亮 他( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 第7章の執筆)

    シーエムシー・リサーチ  2021年06月 

     詳細を見る

    総ページ数:246   担当ページ:63-71   記述言語:日本語   著書種別:学術書

MISC

  • 固体電解質のハイスループット原子力場構築--固体電解質材料研究・開発への分子動力学法応用のために-- 招待あり 査読あり

    小林亮,中野高毅,中山将伸

    日本セラミックス協会誌「セラミックス」   56 ( 10月 )   2021年10月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   出版者・発行元:日本セラミックス協会  

  • Mgイオン電池材料の探索-材料計算の進展ー

    中山将伸、中野高毅、小林亮

    セラミックス   56   362 - 365   2021年04月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)   出版者・発行元:日本セラミックス協会  

講演・口頭発表等

  • 酸化物固体材料のハイスループット力場構築と分子動力学シミュレーション〜深層地震機構解明へ向けて〜 招待あり

    小林亮

    日本地球惑星科学連合2022年大会  日本地球惑星科学連合

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年05月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:幕張メッセ  

  • MD study on atomistic origin of grain boundary resistivity in solid electrolytes 招待あり 国際会議

    Ryo KOBAYASHI

    Interface IONICS International online symposium 2022  Interface IONICS project

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年03月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:オンライン  

  • Li-ion diffusion in Li3PS4 glass-ceramic using molecular dynamics simulation

    伊藤龍一郎,小林亮

    第32回日本MRS 年次大会  2022年12月  日本MRS

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:横浜   国名:日本国  

  • 原子分解XRDシミュレーションによるガラス中の結晶相の可視化

    井上 裕詞、田村 友幸、小林 亮、片山 怜央

    第32回日本MRS 年次大会  2022年12月  日本MRS

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:横浜   国名:日本国  

  • アモルファス材料における機械学習に基づいた第一原理XANESの予測

    平井 悠喜、田村 友幸、烏山 昌幸、小林 亮

    第32回日本MRS 年次大会  2022年12月  日本MRS

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:横浜   国名:日本国  

  • Machine-Learning Based Prediction of First-Principles XANES Spectra for Amorphous Materials 国際会議

    Haruki Hirai, Tomoyuki Tamura, Masayuki, Karasuyama and Ryo Kobayashi

    2022 MRS Fall meeting & Exhibit  2022年11月  Materials Research Society

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年11月 - 2022年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Boston, Massachusetts   国名:アメリカ合衆国  

  • Visualization of Crystalline Phase in Glass by Atom-Decomposed XRD Simulation 国際会議

    Yuji Inoue, Tomoyuki Tamura, Ryo Kobayashi, Ayaka Kidani and Reo Katayama

    2022 MRS Fall meeting & Exhibit  2022年11月  Materials Research Society

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年11月 - 2022年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Boston, Massachusetts   国名:アメリカ合衆国  

  • 強誘電体 BaTiO3における90°ドメイン壁の構造と移動に関する分子動力学シミュレーション解析 国際共著

    吾妻真光,尾形修司,小林亮,浦長瀬正幸,都築貴寛,下井聖也,Frank Wendler,Dilshod Durdiev

    第83回応用物理学会秋季学術講演会  2022年09月  応用物理学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年09月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東北大学川内北キャンパス   国名:日本国  

  • アモルファス材料における機械学習に基づいた第一原理XANESの予測

    平井悠喜,田村友幸,烏山昌幸,小林亮

    日本セラミックス協会2022年秋季シンポジウム  2022年09月  日本セラミックス協会

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年09月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:徳島大学  

  • 原⼦分解 XRD シミュレーションによるガラス中の結晶相の可視化

    井上裕詞、⽥村友幸、⼩林 亮、⽚⼭怜央

    日本物理学会2022年秋季大会  2022年09月  日本物理学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年09月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京工業大学  

全件表示 >>

受賞

  • 第20回日本MRS学術シンポジウム奨励賞

    2011年01月   日本MRS  

    小林 亮

     詳細を見る

    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

科研費(文科省・学振)獲得実績

  • 非一様な固体電解質内の局所イオン伝導度解析

    2022年04月 - 2024年04月

    科学研究費補助金  新学術領域研究

    小林亮

     詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  • 反応力場開発と電極・固体電解質界面の分子動力学シミュレーション

    2021年04月 - 2024年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

  • 多元系蓄電材料の古典力場開発と焼結界面のイオン伝導解析

    2020年04月 - 2022年03月

    科学研究費補助金  新学術領域研究

    小林亮

     詳細を見る

    固体電解質材料の第一原理分子動力学 (MD) シミュレーションを良く再現する精度と汎用性の高い古典力場を自動的に構築する手法を確立する .開発手法を用いて固体電解質材料の力場を構築し,力場を用いた焼結の大規模MDシミュレーションにより,ナノ粒子間界面の原子構造と,温 度・圧力などの焼結プロセスとの関連を明らかにする.焼結後の多結晶体におけるイオン伝導特性をミクロの視点から解析することで,界面に おけるイオン伝導抵抗の機構を解明する.種々の異なる組成・結晶構造・焼結プロセスにおけるイオン伝導特性との関連性を調べ,組成・プロ セスとイオン伝導特性をつなぐ物理モデル・機械学習モデルの構築を目的とする.

  • 転位キンク・ダイナミクスのマルチスケール解析 研究課題

    2012年04月 - 2015年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    小林亮

 

担当経験のある授業科目(学外)

  • 物理学演習II

    2010年04月 - 現在 機関名:名古屋工業大学

     詳細を見る

    科目区分:学部教養科目  国名:日本国

 

社会貢献活動

  • MI2Iマテリアルズ・インフォマティクス・ハンズオン講習会@名古屋

    役割:講師

    物質・材料研究機構  名工大  2019年12月

     詳細を見る

    対象: 研究者, 企業

    種別:セミナー・ワークショップ

    電池材料のための原子間力場を構築するプログラムfitpotおよびそれを用いて分子動力学シミュレーションを行うプログラムpmdを,企業内研究者に向けて紹介する.

  • ナノの世界のコンピュータ・シミュレーション

    役割:講師

    名工大  名工大  2019年08月

     詳細を見る

    対象: 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

    高校生に向けて「ナノの世界のコンピュータ・シミュレーション」というタイトルの実習・講義を行った.

  • MI2Iマテリアルズ・インフォマティクス・ハンズオン講習会@名古屋

    役割:講師

    物質・材料研究機構  名工大  2019年08月

     詳細を見る

    対象: 研究者, 企業

    種別:セミナー・ワークショップ

    電池材料のための原子間力場を構築するプログラムfitpotおよびそれを用いて分子動力学シミュレーションを行うプログラムpmdを,企業内研究者に向けて紹介する.

  • ナノの世界のコンピュータ・シミュレーション

    役割:講師

    名工大  名工大  2018年08月

     詳細を見る

    対象: 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

    高校生に向けて「ナノの世界のコンピュータ・シミュレーション」というタイトルの実習・講義を行った.

メディア報道

  • 名工大テクノフェア

    名工大  オンライン  2020年11月