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Search for transition structures of molecules, their aggregates, and crystals

Research Project

Project/Area Number 17KT0100
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section特設分野
Research Field Transition State Control
Research InstitutionWakayama University

Principal Investigator

Yamakado Hideo  和歌山大学, システム工学部, 准教授 (30242035)

Project Period (FY) 2017-07-18 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords遷移構造 / 構造予測 / 結晶構造 / 立体配座異性体 / RNM法の導入 / PDrCA法 / 電荷移動錯体 / DMDBT2(F4TCNQ) / 結晶構造予測 / RNM法 / シリコン / 充填率 / 窒化ホウ素 / 分子構造予測 / 離散原子指定法 / グリシン / CN、CP、CAsハイブリッド構造 / BCハイブリッド構造 / ケイ素結晶構造 / RNM法を適用した結晶構造予測 / 充填率に着目した結晶構造予測 / pyrene-BHETCNQ / プリズムカーボンチューブ / エネルギー貯蔵物質 / イオン液体の融点と遷移構造 / シート状炭素二次元周期構造 / CNハイブリッド構造 / (DMDBT)2(F4TCNQ) / 遷移構造探索 / 計算物理 / イオン結晶 / ナノ材料 / 物性基礎論
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to investigate equilibrium structures (EQs) and transition structures (TSs) of molecules and their aggregates and crystals satisfying the periodic boundary conditions by using computational chemistry methods, to investigate their properties, and to conduct experiments on the crystal structure.
Over the past three years, 27 presentations in academic conferences, one contribution paper on the creation of new crystals, and four publications on EQs and TSs of molecules and crystals have been made by the author with co-authors. In addition, during this research, I was able to obtain new ideas that I had not originally expected, and a new report regarding the research results has been accepted for publication since April this year. Some of the research results obtained from this research have not been posted yet, and additional contributions are planned for the future.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、分子やその会合体、および周期的境界条件を満たす結晶について、平衡構造(EQ)とその間の遷移構造(TS)の探索を計算化学的手法を用いて行い、その性質を検討すること、及び結晶構造に関する実験を行った。
新規電荷移動錯体を作成することが出来た他、計算による遷移構造の予測を通じて、実験的にはまだ存在が確認されていない新物質(炭素同素体の一種:プリズムカーボンチューブ)の実在可能性を予測したり、結晶構造予測法についての新たな工夫の提案(RNM法の導入や充填率への着目)や、また分子の立体配座異性体の探索についての新たな方法の提案(PDrCA法)を行っており、学術発展に寄与している。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Searching the crystal structure of silicon using the generalized scaled hypersphere search method with the rapid nuclear motion approximation2020

    • Author(s)
      Midoro Yuuki、Kodaya Yoshitomo、Yamakado Hideo、Ohno Koichi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 59 Issue: 3 Pages: 035503-035503

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab7723

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformation Search of Glycine by Applying the Scaled Hypersphere Search Method to Discrete Atoms in the Molecule2020

    • Author(s)
      Midoro Yuuki、Kodaya Yoshitomo、Oki Takuto、Mukai Akira、Yamakado Hideo、Ohno Koichi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 49 Issue: 7 Pages: 826-827

    • DOI

      10.1246/cl.200239

    • NAID

      130007872568

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal Structure Exploration of Boron Nitride Polymorphs Using Anharmonic Downward Distortion Following Method with Potential Energy Surface Modified by the Inverse of Lattice Volume2019

    • Author(s)
      Kodaya Yoshitomo、Oki Takuto、Yamakado Hideo、Tokoyama Hiroaki、Ohno Koichi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 48 Issue: 11 Pages: 1288-1291

    • DOI

      10.1246/cl.190520

    • NAID

      130007741789

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Chemical Exploration of Intermolecular Reactions of Acetylene2019

    • Author(s)
      Ohno Koichi、Oki Takuto、Yamakado Hideo
    • Journal Title

      Journal of Computational Chemistry

      Volume: 41 Issue: 7 Pages: 687-697

    • DOI

      10.1002/jcc.26120

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geometry optimizations and evaluation of electronic properties of prism carbon tubes by density functional theory using plane waves2019

    • Author(s)
      Kodaya Yoshitomo、Oki Takuto、Yamakado Hideo、Tokoyama Hiroaki、Ohno Koichi
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 718 Pages: 32-37

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2019.01.030

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The 2:1 charge-transfer complex of 4,6-dimethyldibenzothiophene and 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane2018

    • Author(s)
      Takuya Fujii, Hideo Yamakado
    • Journal Title

      IUCrData

      Volume: 3 Issue: 1

    • DOI

      10.1107/s2414314618000779

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 離散原子に超球面探索法を適用したグリシンとペプチド類の構造探索2020

    • Author(s)
      ○箕土路 祐希・高田谷 吉智・沖 卓人・向井 徳・山門 英雄・大野 公一
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会(2020) (1E2-36)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 充填率関数を用いたADDF法による結晶構造候補の探索2020

    • Author(s)
      ○沖 卓人・高田谷 吉智・箕土路 祐希・山門 英雄
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会(2020) (2PC-165)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 近似包絡面を絞ることによる原子配列候補の探索2019

    • Author(s)
      〇山門 英雄, 沖 卓人, 箕土路 祐希, 高田谷 吉智
    • Organizer
      第22回理論化学討論会 (P2)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] RNM 近似を用いた充填率関数による結晶構造候補の探索2019

    • Author(s)
      〇沖 卓人, 箕土路 祐希, 高田谷 吉智, 山門 英雄, 大野 公一
    • Organizer
      第22回理論化学討論会 (P2)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子集団の構造と反応の探索:アセチレン分子集合体2019

    • Author(s)
      ○大野 公一,沖 卓人,山門 英雄
    • Organizer
      第22回理論化学討論会 (3L01)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure search of two-dimensional silicon using the generalized scaled hypersphere search method with the rapid nuclear motion approximation2019

    • Author(s)
      Midoro Yuuki, Kodaya Yoshitomo, Yamakado Hideo, Ohno Koichi
    • Organizer
      35th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics (2P5)
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エネルギー値に充填率を掛けての窒化ホウ素結晶多形の構造探索2019

    • Author(s)
      高田谷吉智、沖卓人、〇山門英雄、時子山宏明、大野公一
    • Organizer
      反応経路探索シンポジウム(SRPS2019) (P09)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] μ-ADDF法を用いた離散原子指定による独立変数数削減法でのアラニン三量体の立体構造探索2019

    • Author(s)
      〇高田谷吉智、沖卓人、箕土路祐希、山門英雄
    • Organizer
      反応経路探索シンポジウム(SRPS2019) (P21)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 一般化超球面探索法を用いた窒化ホウ素結晶の構造探索2019

    • Author(s)
      〇高田谷吉智、沖卓人、山門英雄、時子山宏明、大野公一
    • Organizer
      分子科学討論会2019 (3P116)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 離散原子指定による分子独立変数数削減の試み2019

    • Author(s)
      〇山門英雄、高田谷吉智、箕土路祐希、沖卓人
    • Organizer
      分子科学討論会2019 (4P099)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Search for Conformers Using the Number of Molecular Independent Variables Reduction Method by Specifying Discrete Atoms2019

    • Author(s)
      Hideo Yamakado, Yoshitomo Kodaya, Yuuki Midoro, Takuto Oki, Hiroaki Tokoyama
    • Organizer
      APATCC 2019 (IL05)
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Exploration of CN Hybrid Structure2018

    • Author(s)
      Hideo Yamakado, Yoshitomo Kodaya, Takuto Oki, Koichi Ohno
    • Organizer
      16th ICQC 2018
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RNM近似一般化超球面探索法によるケイ素の結晶構造探索2018

    • Author(s)
      箕土路祐希、高田谷吉智、山門英雄、大野公一
    • Organizer
      分子科学会 2018
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] BCハイブリッド格子構造の探索2018

    • Author(s)
      沖卓人、高田谷吉智、山門英雄、大野公一
    • Organizer
      分子科学会 2018
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 充填率の極大化による基本的結晶格子構造の探索2018

    • Author(s)
      沖卓人、高田谷吉智、奥野恒久、山門英雄
    • Organizer
      反応経路探索シンポジウム(SRPS2018)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] エネルギー計算に充填率を考慮した超球面探索法を用いた炭素結晶の構造探索2018

    • Author(s)
      高田谷吉智、沖卓人、山門英雄、大野公一
    • Organizer
      反応経路探索シンポジウム(SRPS2018)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] CPおよびCAsハイブリッド構造の探索2018

    • Author(s)
      吉川剛史、沖卓人、高田谷吉智、山門英雄、大野公一
    • Organizer
      反応経路探索シンポジウム(SRPS2018)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] MC-AFIRによる[2+2]型反応の位置選択性に関する理論的研究2018

    • Author(s)
      箕土路祐希、奥野恒久、山門英雄
    • Organizer
      反応経路探索シンポジウム(SRPS2018)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Search for crystal structure candidates by maximizing packing rate2018

    • Author(s)
      Takuto Oki, Yoshitomo Kodaya, Tsunehisa Okuno, Hideo Yamakado
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 一般化超球面探索法とRNM 近似を用いたシリコン結晶の遷移構造の探索2018

    • Author(s)
      箕土路 祐希・高田谷 吉智・山門 英雄・大野 公一
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 高田谷 吉智、沖 卓人、時子山 宏明、山門 英雄 、大野 公一2018

    • Author(s)
      平面波密度汎関数法を用いた多角柱炭素シートおよび波形炭素の構造と物性
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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  • [Presentation] 新規CX(X=N,P,As)ハイブリッド構造の探索2018

    • Author(s)
      吉川 剛史、沖 卓人、高田谷 吉智、山門 英雄、大野 公一
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ピレンと BHETCNQ からなる錯体の構造と物性2018

    • Author(s)
      玄 一貴、山門 英雄
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      日本化学会第99春季年会
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  • [Presentation] CNハイブリッド格子構造の探索2018

    • Author(s)
      山門 英雄、大野 公一
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      日本化学会 第98春季年会 (2018)
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  • [Presentation] イオン液体を構成するカチオンとアニオンの相対配置探索  ー 1-エチル-3-メチル-イミダゾリウムニトラート ー2018

    • Author(s)
      浜口 孔希, 山門 英雄, 時子山 宏明, 大野 公一
    • Organizer
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] VASPを用いたシート状炭素二次元周期構造の構造最適化2018

    • Author(s)
      沖 卓人, 高田谷 吉智, 山門 英雄, 時子山 宏明, 大野 公一
    • Organizer
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of Stability of Candidates for Energy Nanomaterials by Exploring Transition Structures using GRRM2017

    • Author(s)
      H. Yamakado, T. Mukai, K. Hamaguchi, H. Tokoyama, and K. Ohno
    • Organizer
      NENCS (International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth)
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 和歌山大学 研究者総覧 研究関連情報

    • URL

      http://wakarid.center.wakayama-u.ac.jp/ProfileRefRes_2292.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Research-status Report
  • [Remarks] 和歌山大学 研究者総覧 研究関連情報

    • URL

      http://wakarid.center.wakayama-u.ac.jp/ProfileRefRes_2292.html#tl

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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-07-21   Modified: 2021-02-19  

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