| Project/Area Number |
17H01188
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Physical chemistry
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
HIRAO KIMIHIKO 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 上級研究員 (70093169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中嶋 隆人 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (10312993)
常田 貴夫 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命教授 (20312994)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥43,680,000 (Direct Cost: ¥33,600,000、Indirect Cost: ¥10,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000)
Fiscal Year 2018: ¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000)
Fiscal Year 2017: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
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| Keywords | 分子理論 / 密度汎関数法 / 長距離補正汎関数 / Koopmans定理 / 励起状態 / Kohn-Sham方程式 / LC汎関数 / 励起エネルギー / 軌道エネルギー / LC-DFT / TD-DFT / 反応軌道エネルギーダイアグラム / 時間依存密度汎関数法 / ナノグラフェンの励起 / 理論化学 / 計算化学 / 電子状態 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Density functional theory (DFT) is a powerful computational tool for chemical systems. It is appealing because, with the one-electron Kohn-Sham (KS) DFT, all properties are in principle obtainable directly from an observable that is the electron density. We have developed the long-range corrected (LC) functionals. LC functionals generally show consistent desirable features, especially in the high reproducibility of weak van der Waals bonds, electronic spectra, optical response properties. A striking feature is that LC-DFT approximately satisfies Koopmans-type theorem. We have applied LC-DFT to many interesting chemical phenomena. A new simple and conceptual theoretical scheme is also proposed for estimating one-electron excitation energies using KS solutions. KS orbitals and their orbital energies are physically meaningful and they are practically useful. This research significantly expanded the application range of DFT.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
現在もっともよく使われている分子理論は密度汎関数法(DFT)法である。計算が簡単であり、定量性があること、そして計算結果の解釈が容易であることがその理由である。しかしDFT法はさまざまな問題を抱えている。私たちはDFTの問題を解決するために長距離補正汎関数(LC)を開発した。LC汎関数はこれまでの汎関数の問題点をすべて解決した。LC-DFTが与えたインパクトは大きく、現在では、多くの理論計算に広く使われている。またLC-DFTはKoopmans定理を満足する。つまりLC-DFTの軌道や軌道エネルギーは明確な物理的意味を持っていることを示唆している。本研究はDFTの応用範囲を大幅に拡張した。
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