近年のナノサイエンスの進展とそれを支える計算材料科学・計算機の高度化は、物性の起源に対する従来の理解の見直しを迫っている。このグループでは、ナノスケールで物性を支配する量子力学的対称性に関する理論や、近似を極力排する非経験論的電子論を駆使し、物質・材料の各種特性の理論的解釈と理論予測を目指しています。

ナノ構造物質、ナノ触媒、生体物質などの大規模系に対する精度の高いシミュレーションを行うために、このグループではオーダー N 法第一原理計算の手法開発、プログラム開発を行っています。これによって、数万原子以上を含む系に対して密度汎関数法に基づいた第一原理計算を実現します。また近年、原子細線・分子細線・薄膜中の欠陥などのナノ構造体の電気伝導特性が注目を集めています。我々はこのようなナノ構造の電気伝導特性を高精度にシミュレーションする手法及びプログラムの開発も行っています。

分子動力学(MD)法やモンテカルロ(MC)法などの粒子シミュレーションと、クラスター変分法やPhase-field法などの統計熱力学計算を用い、相変態、析出等の機構解明と、材料のナノ構造制御へ向けた組織予測手法の確立を目指しています。