グラフェンの発見者にはノーベル賞

2004年、私が大学生だった頃、炭素の原子層「グラフェン」の実験合成が報告されました。グラフェンは身の回りにある3次元的物質とは全く異なる物性を示すため、物理学・化学・工学の観点から活発な研究が続いています。

発見当時は、学会のグラフェンセッションはいつも満員で、また論文サイトarXiv（アーカイブ）には関連する研究論文が毎日10本以上アップロードされ、さらに2010年にはグラフェンの発見者にノーベル物理学賞が贈られ、まさにグラフェンが大フィーバーしていました。

数万種類の無機物質から探索

一般に、グラフェンのように原子の厚さを持つ物質は、「原子層物質（2次元物質）」と呼ばれます。

現在も新たな原子層物質の探索が続いていますが、数万種類あるとされる無機物質のうち何種類が原子層として存在できるかは十分に理解されていないのが現状です。

一方、2010年頃から、ミクロな量子力学に基づいて新たな物質を予測する「計算物質科学」が盛んに研究されています。

量子力学の方程式を数値的に解くためのプログラムが整備され、またスパコンなどの計算機性能が向上し、現在では様々な物質の結晶構造や物性を予測できるようになりました。

100種類以上の存在を予測！

私は、計算物質科学の手法を使って、新たな原子層物質を予測することを目標にして研究を進めています。現在までに、金属、規則合金、イオン性結晶など、100種類以上の原子層が存在することを理論的に予測しました。

今後も計算探索を続けて、グラフェンのような興味深い性質を示す原子層物質を見つけたいと考えています。