研究成果

原著論文（査読あり）

  1. “Configuration sampling in multi-component multi-sublattice systems enabled by ab Initio Configuration Sampling Toolkit (abICS)”, S. Kasamatsu, Y. Motoyama, K. Yoshimi, and T. Aoyama, Sci. Technol. Adv. Mater. Meth. 3, 2284128 (2023). [DOI: 10.1080/27660400.2023.2284128]
  2. “Helical magnetic state in the vicinity of the pressure-induced superconducting phase in MnP”, S. E. Dissanayake, M. Matsuda, K. Yoshimi, S. Kasamatsu, F. Ye, S. Chi, W. Steinhardt, G. Fabbris, S. Haravifard, J. Cheng, J. Yan, J. Gouchi, and Y. Uwatoko, Phys. Rev. Research 5, 043026  (2023). [DOI: 10.1103/PhysRevResearch.5.043026]
  3. “Probing Local Environments of Oxygen Vacancies Responsible for Hydration in Sc-Doped Barium Zirconates at Elevated Temperatures: In Situ X-ray Absorption Spectroscopy, Thermogravimetry, and Active Learning Ab Initio Replica Exchange Monte Carlo Simulations”, K. Hoshino, S. Kasamatsu, J. Hyodo, K. Yamamoto, H. Setoyama, T. Okajima, and Y. Yamazaki, Chem. Mater. 35, 2289–2301 (2023). [DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c02116] [ChemRxiv]
  4. “Structural Analysis of Amorphous GeO2 under High Pressure Using Reverse Monte Carlo Simulations”, K. Matsutani, A. Yamauchi, S. Kasamatsu, and T. Usuki, J. Phys. Soc. Jpn. 91, 124601 (2022). [DOI: 10.7566/JPSJ.91.124601]
  5. “Effect of Nitrogen Doping and Oxygen Vacancy on the Oxygen Reduction Reaction on the Tetragonal Zirconia(101) Surface”, S. Muhammady, J. Haruyama, S. Kasamatsu, and O. Sugino, J. Phys. Chem. C 126, 15662–15670 (2022). [DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c04132]
  6. “Facilitating ab initio configurational sampling of multicomponent solids using an on-lattice neural network model and active learning”, S. Kasamatsu, Y. Motoyama, K. Yoshimi, U. Matsumoto, A. Kuwabara, and T. Ogawa, J. Chem. Phys. 157, 104114 (2022). [DOI: 10.1063/5.0096645]
  7. “Drastic Reduction of the Solid Electrolyte–Electrode Interface Resistance via Annealing in Battery Form”, S. Kobayashi, E. F. Arguelles, T. Shirasawa, S. Kasamatsu, K. Shimizu, K. Nishio, Y. Watanabe, Y. Kubota, R. Shimizu, S. Watanabe, and T. Hitosugi, ACS Appl. Mater. Interfaces 14, 2703–2710 (2022). [DOI: 10.1021/acsami.1c17945]
  8. “A live imaging system to analyze spatiotemporal dynamics of RNA polymerase II modification in Arabidopsis thaliana”, M. K. Shibuta, T. Sakamoto, T. Yamaoka, M. Yoshikawa, S. Kasamatsu, N. Yagi, S. Fujimoto, T. Suzuki, S. Uchino, Y. Sato, H. Kimura, and S. Matsunaga, Commun. Biol. 4, 580 (2021). [DOI: 10.1038/s42003-021-02106-0]
  9. “Theoretical study on proton diffusivity in Y-doped BaZrO3 with realistic dopant configurations”, T. Fujii, K. Toyoura, T. Uda, and S. Kasamatsu, Phys. Chem. Chem. Phys. 23, 5908–5918 (2021). [DOI: 10.1039/D0CP06035F] [ChemRxiv]
  10. “Dopant arrangements in Y-doped BaZrO3 under processing conditions and their impact on proton conduction: a large-scale first-principles thermodynamics study”, S. Kasamatsu, O. Sugino, T. Ogawa, and A. Kuwabara, J. Mater. Chem. A 8, 12674 (2020). [DOI: 10.1039/D0TA01741H] [ChemRxiv]
  11. “First-principles study of Li-ion distribution at γ-Li3PO4/metal interfaces”, K. Shimizu, W. Liu, W. Li, S. Kasamatsu, Y. Ando, E. Minamitani, and S. Watanabe, Phys. Rev. Mater. 4, 015402 (2020). [DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.4.015402]
  12. “Scaling Relation of Oxygen Reduction Reaction Intermediates at Defective TiO2 Surfaces”, Y. Yamamoto, S. Kasamatsu, and O. Sugino, J. Phys. Chem. C 123, 19486 (2019). [DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b03398]
  13. “Direct coupling of first-principles calculations with replica exchange Monte Carlo sampling of ion disorder in solids”, S. Kasamatsu and O. Sugino, J. Phys.: Condens. Matter 31, 085901 (2019). [DOI: 10.1088/1361-648X/aaf75c] [arxiv: 1810.12517]
  14. “Hydrogen adsorption on Pt (111) revisited from random phase approximation”, L. Yan, Y. Sun, Y. Yamamoto, S. Kasamatsu, I. Hamada, and O. Sugino, J. Chem. Phys. 149, 164702 (2018). [DOI: 10.1063/1.5050830]
  15. “First-principles investigation of polarization and ion conduction mechanisms in hydroxyapatite”, S. Kasamatsu and O. Sugino, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 8744 (2018). [DOI: 10.1039/C7CP08409A] [arxiv: 1712.05555]
  16. “Experimental realization of two-dimensional Dirac nodal line fermions in monolayer Cu2Si”, B. Feng, B. Fu, S. Kasamatsu, S. Ito, P. Cheng, C.-C. Liu, S. K. Mahatha, P. Sheverdyaeva, P. Moras, M. Arita, O. Sugino, T.-C. Chiang, K. Wu, L. Chen, Y. Yao, and I. Matsuda, Nature Commun. 8, 1007 (2017). [DOI: 10.1038/s41467-017-01108-z] [arxiv: 1611.09578]
  17. “First-principles description of van der Waals bonded spin-polarized systems using the vdW-DF + U method: Application to solid oxygen at low pressure”, S. Kasamatsu, T. Kato, and O. Sugino, Phys. Rev. B 95, 235120 (2017). [DOI: 10.1103/PhysRevB.95.235120] [arxiv: 1606.08568]
  18. “Electric field response in bilayer graphene: Ab initio investigation”, Y. Mori, E. Minamitani, Y. Ando, S. Kasamatsu, and S. Watanabe, Appl. Phys. Express 9, 115104 (2016). [DOI: 10.7567/APEX.9.115104]
  19. “Pressure dependence of the magnetic ground states in MnP”, M. Matsuda, F. Ye, S. E. Dissanayake, J.-G. Cheng, S. Chi, J. Ma, H. D. Zhou, J.-Q. Yan, S. Kasamatsu, O. Sugino, T. Kato, K. Matsubayashi, T. Okada, and Y. Uwatoko, Phys. Rev. B 93, 100405(R) (2016). [DOI: 10.1103/PhysRevB.93.100405] [arxiv: 1602.09003]
  20. “Emergence of Negative Capacitance in Multidomain Ferroelectric–Paraelectric Nanocapacitors at Finite Bias”, S. Kasamatsu, S. Watanabe, C. S. Hwang, and S. Han, Adv. Mater. 28, 335 (2016). [DOI: 10.1002/adma.201502916]
  21. “First-principles calculation of charged capacitors under open-circuit conditions using the orbital-separation approach”, S. Kasamatsu, S. Watanabe, and S. Han, Phys. Rev. B 92, 115124 (2015). [DOI: 10.1103/PhysRevB.92.115124]
  22. “Configuration interaction with antisymmetrized geminal powers”, W. Uemura, S. Kasamatsu, and O. Sugino, Phys. Rev. A 91, 062504 (2015). [DOI: 10.1103/PhysRevA.91.062504]
  23. “MateriApps — a Portal Site of Materials Science Simulation”, Y. Konishi, R. Igarashi, S. Kasamatsu, T. Kato, N. Kawashima, T. Kawatsu, H. Kouta, M. Noda, S. Sasaki, Y. Terada, S. Todo, S. Tsuchida, K. Yoshimi, and K. Yoshizawa, JPS Conf. Proc. 5, 011007 (2015). [DOI: 10.7566/JPSCP.5.011007]
  24. “Parallel-sheets model analysis of space charge layer formation at metal/ionic conductor interfaces”, S. Kasamatsu, T. Tada, and S. Watanabe, Solid State Ionics 226, 62 (2012). [DOI: 10.1016/j.ssi.2012.08.009]
  25. “Orbital-separation approach for consideration of finite electric bias within density-functional total-energy formalism”, S. Kasamatsu, S. Watanabe, and S. Han, Phys. Rev. B 84, 085120 (2011). [DOI: 10.1103/PhysRevB.84.085120]
  26. “Theoretical analysis of space charge layer formation at metal/ionic conductor interfaces”, S. Kasamatsu, T. Tada, and S. Watanabe, Solid State Ionics 183, 20 (2011). [DOI: 10.1016/j.ssi.2010.11.022]
  27. “First Principles Study of Oxygen Vacancies Near Nickel/Zirconia Interface”, S. Kasamatsu, T. Tada, and S. Watanabe, e-J. Surf. Sci. Nanotech. 8, 93 (2010). [DOI: 10.1380/ejssnt.2010.93]
  28. “First Principles Study on Electronic Structures of Ni/H/ZrO2 Triple Phase Boundary”, T. Tada, S. Kasamatsu, and S. Watanabe, ECS Trans. 16, 265 (2009). [DOI: 10.1149/1.3242241]
  29. “Comparative Study of Charged and Neutral Oxygen Vacancies in Cubic Zirconia from First Principles”, S. Kasamatsu, T. Tada, and S. Watanabe, Appl. Phys. Express 2, 061402 (2009). [DOI: 10.1143/APEX.2.061402]

解説など

  1. Shusuke Kasamatsu, “Ab Initio Thermodynamics of Space Charge Formation at Solid State Electrochemical Interfaces”. In Interface Ionics edited by Yasutoshi Iriyama et al., Springer Nature, 2024, pp. 387–400 [Link].
  2. 「On-lattice機械学習モデルを用いた固溶体のアンサンブルサンプリング」、笠松秀輔、アンサンブル26巻、pp. 48 (2024).
  3. 「酸化物電極触媒の計算予測」、杉野修、S. Muhammady、春山潤、笠松秀輔、表面と真空66巻、pp. 349-353 (2023) [Link].
  4. 「界面研究①シミュレーション研究」、笠松秀輔、化学 Vol. 78, pp. 27–29 (2023)【新春特集：全固体電池研究の最前線】[Link].
  5. 「固体の電子状態計算の基本―理論化学者に向けて」、笠松秀輔、理論化学会会誌「フロンティア」3巻、pp. 257-273 (2021).
  6. “Some Recent Developments in ab initio Thermodynamics of Ion Disorder in Solids”, S. Kasamatsu, Activity Report 2020 / Supercomputer Center, Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo, pp. 16-26. [Link]
  7. 「結晶材料中の不規則原子配置のモンテカルロサンプリング」、笠松秀輔、日本神経回路学会誌28巻、pp. 12-19 (2021). [Link]
  8. 「軌道分離法に基づくナノキャパシタの静電容量の第一原理計算」、平井大介、本田淳史、笠松秀輔、セラミックス第55巻、pp. 636-639. [Link]
  9. 「遷移金属酸化物ZrO2を用いた電極触媒の計算機予測 (特集 日本のこれからの燃料電池戦略(2))」、山本良幸、笠松秀輔、杉野修、燃料電池18巻、pp. 33-37 (2018).
  10. 「強誘電体薄膜における｢負のキャパシタンス｣発現の第一原理シミュレーション」、笠松秀輔、物性研だより第56巻、第2号、pp. 14-16. [Link]
  11. “Capacitance of nanosized capacitors investigated using the orbital-separation approach–dead layer effect and negative capacitance”, S. Kasamatsu, S. Watanabe, S. Han, and C. S. Hwang, Activity Report 2015 / Supercomputer Center, Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo, pp. 15-26. [Link]

受賞

  1. 物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の現在と未来」ポスター賞，2024.4（荒川泰政）
  2. 2023年度「富岳」成果創出加速プログラム　次世代研究者賞，2024.3（笠松秀輔）
  3. 2023年度HPCIソフトウェア賞（MateriAppsプロジェクト;笠松含む４名で共同受賞）
  4. 日本物理学会第77回年次大会（2022年）学生優秀発表賞 (松谷健太)
  5. 第40回（2016年春季）応用物理学会講演奨励賞，2016.3 (笠松秀輔)
  6. IUMRS-ICEM 2012 Award for Encouragement of Research in Materials Science, 2012.9 (笠松秀輔)
  7. The 6th TU-UT-SNU Student Workshop Best Presentation Award, 2010.10 (笠松秀輔)

招待講演など

  1. “abICS Framework for ab initio Statistical Thermodynamics of Complex Oxides Accelerated by Machine Learning”, MS&T 2024，2024年10月9日，David L. Lawrence Convention Center, Pittsuburgh, PA, USA [Invited talk]．
  2. “On-Lattice Machine Learning Model for Lattice Monte Carlo Simulations of Complex Oxides with First-Principles Accuracy”, XXth Rencontres du Vietnam: Materials Informatics: Accelerating Materials Research and Design with Artificial Intelligence，2024年8月24日，ICISE, Quy Nhon, Vietnam [Invited talk]．
  3. 「固体イオニクスと計算物質科学」，第9回東北イオニクス研究会合同ゼミ合宿，2024年8月21日，鳴子観光ホテル【チュートリアル講演】．
  4. 「第一原理基機械学習モデルを用いた多元素系固体電解質材料の原子スケールシミュレーション」，マテリアル人材育成セミナー，2024年6月21日，山形大学米沢キャンパス【依頼セミナー】．
  5. 「結晶系およびガラス系イオン伝導体の熱力学およびダイナミクスの第一原理基シミュレーション」，第25回 超イオン導電体物性研究会（第88回 固体イオニクス研究会），2024年6月7日，松江テルサ【特別講演】．
  6. 「ハイスループット計算と機械学習を活用した固溶体中イオン配置の統計熱力学サンプリング」，計算物質科学人材育成コンソーシアムPCoMS 次世代研究者セミナー，2024年3月27日，東北大学金属材料研究所【招待講演】．
  7. “Acceleration of ab initio molecular dynamics and Monte Carlo simulations using machine learning”, CMD® 第44回　先端研究事例講義，2024年2月23日，オンライン【依頼講義】．
  8. “Thermodynamic Sampling of Millions of Configurations in Many-Component Oxides Accelerated by Machine Learning”, MRM2023/IUMRS-ICA2023, Dec. 12, 2023, Kyoto, Japan [invited talk].
  9. “Ab initio thermodynamics of ion configurations in many-component oxides using an on-lattice neural network model”, The 24th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations (ASIAN-24), Oct. 31, 2023, Shanghai, China [invited talk].
  10. “Interfacial space charge from first-principles statistical thermodynamics accelerated by machine learning”, Petite XII: An International Workshop on the Defect-Chemical Nature of Solids, Sept. 5, 2023, Edesheim, Germany [invited-only workshop].
  11. 「物質科学分野における機械学習ポテンシャル関連技術」，融合の場 ー深層学習がもたらすブレイクスルーと可能性ー，2023年5月13日，オンライン【依頼講演】．
  12. “On-lattice neural network model combined with active learning for acceleration of configuration sampling in many-component crystalline systems”, DxMT Workshop, Mar. 29, 2023, Bunkyo-ku, Tokyo, Japan 【依頼講演】．
  13. 「大規模計算機と機械学習を活用した第一原理基シミュレーションの進展～不規則材料および不均一系へのアプローチ～」，プロトニックセラミックス産学共同講座 WEB討論会，2023年2月22日，オンライン【依頼講演】．
  14. “First-principles thermodynamics of ion order/disorder in many-component oxides and their interfaces”, S. Kasamatsu, 47th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites, Jan. 24, 2023, Daytona Beach, FL, USA [invited talk].
  15. 「第一原理基機械学習モデルによる蓄電固体材料中イオン分布のモンテカルロシミュレーション」，笠松秀輔，2022年電気化学秋季大会，2022年9月9日，神奈川大学みなとみらいキャンパス【特別講演】.
  16. 「On-latticeニューラルネットワークモデルによる複合酸化物材料の第一原理基熱力学解析」，笠松秀輔，物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の新展開」，2022年5月12日，東京大学物性研究所【招待講演】.
  17. 「第一原理計算・機械学習・統計物理連携フレームワークによる複合酸化物中の欠陥秩序解明」，笠松秀輔，スーパーコンピュータ「富岳」成果創出加速プログラムシンポジウム富岳百景・研究交流会，2022年3月14日，オンライン【依頼講演】.
  18. 「複合酸化物バルクおよび界面イオン分布の第一原理基統計熱力学シミュレーション」，笠松秀輔，第31回日本MRS年次大会，2021年12月13日，オンライン【招待講演】.
  19. 「高並列第一原理熱力学計算を用いた高速プロトン伝導の根源的理解」，笠松秀輔，第75回固体イオニクス研究会，2021年11月17日，オンライン【招待講演】.
  20. 「第一原理・機械学習・統計熱力学連携計算による複合酸化物バルクおよび界面近傍における原子配置（不）規則性の解明」，笠松秀輔，第41回電子材料研究討論会，2021年11月4日，オンライン【招待講演】.
  21. 「複合酸化物中のイオン配置不規則性ー第一原理計算・機械学習モデル構築・統計熱力学連携シミュレーションによるアプローチ」，笠松秀輔，第12回材料系ワークショップ，2021年10月6日，オンライン【依頼講演】.
  22. “ab initio thermodynamics of dopant (dis)order and proton conductivity in highly doped BaZrO3”，笠松秀輔，令和3年度化学系学協会東北大会，2021年10月3日，オンライン【依頼講演】.
  23. 「セラミックス材料中のイオン配置不規則性の第一原理熱力学サンプリング」，笠松秀輔，日本セラミックス協会2021年年会基礎セミナー，2021年3月23日，オンライン【基礎セミナー-tutorial】.
  24. 「拡張アンサンブル法・第一原理計算結合フレームワークによる固体中の配置不規則性の大規模サンプリング」，笠松秀輔，物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の新展開2020」，2020年12月22日，オンライン【招待講演】.
  25. 「高並列第一原理熱力学サンプリングによるセラミックス電解質中の配置不規則性の解析」，笠松秀輔，電気化学会東北支部第33回若手の会，2020年12月5日，オンライン【依頼講演】.
  26. 「固体の電子状態計算の基本と応用」，笠松秀輔，第10回量子化学スクール，2020年12月1日，オンライン【依頼講義】.
  27. 「セラミックス材料中の不規則性とイオンダイナミクスの第一原理解析」，笠松秀輔，錯体化学若手の会東北地区 第11回勉強会，2019年11月16日，東北大学青葉山北キャンパス【招待講演】.
  28. 「第一原理熱力学サンプリングによる酸化物中の欠陥間相互作用の解析」，笠松秀輔，第14回固体イオニクスセミナー，2018年9月2日〜4日，湯沢ニューオータニ【若手依頼講演】.
  29. 「縞状ドメイン構造を有する強誘電体薄膜キャパシタにおける「負のキャパシタンス」発現の第一原理シミュレーション」，笠松秀輔，物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の今と未来」，2017年4月3日～4日，東京大学物性研究所【招待講演】.
  30. 「第一原理計算を基盤とした酸化物触媒の活性メカニズム解析」，笠松秀輔，山本良幸，杉野修，触媒学会界面分子変換研究会・日本表面科学会触媒表面科学研究部会合同ワークショップ 「放談会：触媒研究の最前線と未来」，2017年3月3日，東京大学本郷キャンパス【招待講演】.
  31. 「強誘電体薄膜キャパシタにおける「負のキャパシタンス」発現の第一原理シミュレーション」，笠松秀輔，日本物理学会2016年秋期大会，領域10シンポジウム「マルチプローブ融合利用による新奇強誘電体材料の物性解明」，2016年9月13日～16日，金沢大学【招待講演】.
  32. 「ナノキャパシタの第一原理解析－ dead layer 効果と負のキャパシタンス」，笠松秀輔，渡邉聡，C. S. Hwang，S. Han，第77回応用物理学会秋季学術講演会，2016年9月13日～16日，朱鷺メッセ【講演奨励賞受賞記念講演】.
  33. “The negative capacitance of multidomain ferroelectric nano-capacitors simulated using the orbital-separation approach”, S. Kasamatsu, S. Watanabe, S. Han, and C. S. Hwang, The 18th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations, Nov. 9-11, 2015, Kashiwa-shi, Chiba, Japan [invited talk].
  34. 「金属/酸化物界面における物性変調の第一原理解析」，笠松秀輔，多田朋史，渡邉聡，S. Han，C. S. Hwang，第23回日本MRS年次大会，シンポジウム「計算機シミュレーションによる格子欠陥やナノ構造の解明：新規材料創製を目指して」，2013年12月9日～11日，横浜市開港記念会館　他【招待講演】．
  35. 「軌道分離法によるナノキャパシタの第一原理シミュレーション」，笠松秀輔，渡邉聡，S. Han，C. S. Hwang，物性研究所共同利用スーパーコンピュータ・計算物質科学研究センター(CCMS)・元素戦略プロジェクト 合同研究会「計算物性物理学の新展開」，2013年1月10日～11日，東京大学物性研究所【招待講演】．
  36. 「ジルコニア／金属界面近傍の酸素空孔分布の第一原理解析」，笠松秀輔，多田朋史，渡邉聡，第５回固体イオニクスセミナー，2010年3月5日～7日，モンタナリゾート岩沼，[ポスター・口頭講演］（若手特別講演）．