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물질·재료연구기구(NIMS)가 전고체 전지 등의 축전 고체 디바이스 내에 존재하는 다른 재료 간의 헤테로 고체-고체 계면의 전자 이온 상태를 고정밀도·고효율로 해석 할 수 있는 계산 방법을 개발함.

​연구진은 다른 재료 간 헤테로 고체-고체 계면에서의 원자·이온의 격자 불일치, 집단 완화, 국소 완화에 관한 최적화와 고효율 구조 예측 계산 방법인‘CALYPSO법’, 전자 상태를 정밀하게 다룰 수 있는 ‘밀도범관수이론(DFT) 계산’을 융합함으로써, 헤테로 고체-고체 계면의 양자 이론·통계 이론에 근거한 고정밀 시뮬레이션 기법을 개발하는 데 세계 최초로 성공함. 또한 황화물계 고체 전지의 산화물 양극 – 황화물 전해질 계면에 적용하여 전해질 계면의 전자 이동, Li 이온의 동적 부족, 계면 전기 화학 반응 등의 관계에 대한 실험 결과를 포괄적으로 설명할 수 있는 이론을 실증하는 데에도 성공함.

​본 연구 성과는 전고체 전지를 포함한 모든 고체 디바이스에 포함되는 헤테로 고체-고체 계면의 양자 이론·통계론적 해석에 도움을 주는 한편, 향후‘후가쿠(富岳)’등의 슈퍼 컴퓨터를 통해 다양한 같은 고체-고체 계면 고체 디바이스 개발을 가속화 할 것으로 기대됨. 특히 전고체 전지 계면 제어 지침 획득과 최적 설계는 전고체 전지 보급 및 이에 따른 ET 혁명 실현에 기여할 것으로 기대됨.

​본 연구 성과는 Chemistry of Materials에 게재됨.