　研究チームは、この電子顕微鏡像をトポロジカルデータ解析（TDA）と主成分分析を用いてデータ科学により解析。その結果、低温で作製した試料には原子鎖の短いものが多く、高温で作製した試料には原子鎖が長いものが多かった。原子鎖の長いリングは熱伝導が大きくなることから、この違いがアモルファス材料の熱伝導率の差に関わっていることが示唆される。

　具体的には、スパッタ成膜法により、25、100、300℃の基板温度で作製した試料の断面をTEMで観察し、TDAを用いてベクトルデータとして定量化した。主成分分析で試料間の違いを可視化したところ、300℃の基板温度で作製したGe300に大きなリング構造がより多く存在するという構造的特徴を抽出することに成功した。逆解析により、この大きなリング構造が析出温度の上昇に伴って増えることも分かった。

TEM画像を用いて抽出した構造的特徴。25℃の基板温度で作製したGe25にはゲルマニウム原子鎖の短いリング（赤点）が多く、Ge300には原子鎖の長いリング（青点）が多い［クリックで拡大］出所：東北大学

　アモルファス材料における構造的特徴と物性の相関性が明らかにされたことで、新たな熱制御材料の開発が期待される。

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