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共鳴安定化状態のための時間依存密度汎関数法

Research Project

Project/Area Number 20038012
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research (2009)
The University of Tokyo (2008)

Principal Investigator

常田 貴夫  The Institute of Physical and Chemical Research, 次世代分子理論特別研究ユニット, 副ユニットリーダー (20312994)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords時間依存密度汎関数法 / 多配置密度汎関数法 / 大規模分子の光化学反応 / 解離ポテンシャル / 内殻電子励起 / 長距離補正(LC)法 / 固体電子のnearsightedness / 固体バンド計算法 / 共鳴電子状態 / 電子相関の二重計算 / 解離ポテンシャル曲線 / 電子状態間相互作用 / 電子状態間交差 / 光化学反応
Research Abstract

本研究は、時間依存密度汎関数法(TDDFT)に多配置波動関数を取り込むことにより、これまでのTDDFTでは再現できない電子励起状態ポテンシャル曲面の交差付近の再現を可能にし、大規模分子の光化学反応のon the flyシミュレーションを可能にすることを目的とした。その結果、第二歩として、多配置DFTを開発し、多配置TDDFTの定式を与えることができた。多配置DFTの開発において問題になるのが、電子相関のダブルカウンティングの問題である。本研究では特定の電子励起配置のみ取り込むことにより、初めてこの問題を回避した多配置DFTを開発することに成功した。本年度は、この多配置DFTを双極子モーメント計算に適用し、単配置DFTからの改善を確認した。しかし、この多配置DFTで電子基底状態のポテンシャル曲面を計算したところ、解離極限を著しく過大評価するという問題が見出された。この問題を解決するため、2電子占有軌道の全ての組み合わせを考慮した多配置DFT計算プログラムを開発し、ポテンシャル計算を行なったが、問題の解決には至らなかった。原因はSCFプロセスの欠如にあると考えられる。現在、SCFを取り込んだ多配置DFTのプログラムを開発中である。
また、本年度は、これまでのDFTでは再現できなかった内殻電子励起の問題にも取り組んだ。その結果、「修正領域自己相互作用補正(mRSIC)法」と「擬スペクトルRSIC(PSRSIC)法」を開発し、内殻電子励起スペクトルの再現性を大きく改善することに成功した。さらに、固体の問題にも取り組み、長距離交換相互作用は固体系で効かず、これが固体電子のnearsightednessの原因であること、および長距離補正(LC)法ではバンドギャップを過大評価するという既存の固体バンド計算法の問題の原因を解明することができた。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Theoretical Investigations on How to Reproduce d-π Bonds : Transition Metal-cation Benzene Complex Calculations2009

    • Author(s)
      T.Tsuneda, T.Hirosawa, Y.Nakatsuka, K.Hirao
    • Journal Title

      Bulletin of Chemical Society of Japan 82

      Pages: 1367-1371

    • NAID

      10027170058

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The structure of monomeric and dimeric uranyl adsorption complexes on gibbsite : A combined DFT and EXAFS study2009

    • Author(s)
      T.Hattori, T.Saito, K.Ishida, A.C.Scheinost, T.Tsuneda, S.Nagasaki, S.Tanaka
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta 73

      Pages: 5975-5988

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A modified regional self-interaction correction scheme for core excitation energy calculations2009

    • Author(s)
      A.Nakata, T.Tsuneda, K.Hirao
    • Journal Title

      Journal of Computational Chemistry 30

      Pages: 2583-2593

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  • [Journal Article] Water cluster anions studied by the long-range corrected density functional theory2008

    • Author(s)
      K. Yagi, Y. Okano, T. Sato, Y. Kawashima. T. Tsuneda. K. Hirao
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry A 112

      Pages: 9845-9853

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  • [Journal Article] Spectroscopic Tracking of Structural Evolution in Ultrafast Photoisomerization2008

    • Author(s)
      S. Takeuchi, S. Ruhman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, T. Tahara
    • Journal Title

      Science 322

      Pages: 1073-1077

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  • [Journal Article] A modified regional self-interaction correction scheme for core excitation energy calculations2008

    • Author(s)
      A. Nakata, T. Tsuneda, K. Hirao
    • Journal Title

      Journal of Computational Chemistry (in press)(印刷中)(掲載確定)

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  • [Journal Article] Modified regional self-interaction correction scheme based on pseudospectral method

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      A.Nakata, T.Tsuneda, K.Hirao
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry A (In press)

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  • [Journal Article] Calculations of Alkane Energies Using Long-range Corrected DFT Combined with Intramolecular van der Waals Correlation

    • Author(s)
      J.Song, T.Tsuneda, T.Sato, K.Hirao
    • Journal Title

      Organic Letters (In press)

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  • [Journal Article] Long-range corrected density functional theory study on static second hyperpolarizabilities of singlet diradical systems

    • Author(s)
      R.Kishi, S.Bonness, K.Yoneda, M.Nakano, E.Botek, B.Champagne, T.Kubo, K.Kamada, K.Ohta, T.Tsuneda
    • Journal Title

      Journal of Chemical Physics (In press)

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  • [Presentation] DFT計算における長距離交換補正の必然性2010

    • Author(s)
      常田貴夫
    • Organizer
      「実在系の分子理論」成果報告会
    • Place of Presentation
      東京大学ルヴェソンヴェール駒場, 東京
    • Year and Date
      2010-03-06
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  • [Presentation] Long-range exchange interactions of metal electrons2010

    • Author(s)
      常田貴夫
    • Organizer
      The International Symposium on "Molecular Theory for Real Systems"
    • Place of Presentation
      Fukui Institute of Computational Chemistry, Kyoto Univ., Kyoto
    • Year and Date
      2010-01-07
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  • [Presentation] A Multiconfigurational Density Functional Theory2009

    • Author(s)
      常田貴夫
    • Organizer
      Seventh International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering(ICCMSE 2009)
    • Place of Presentation
      Rodos Palace Hotel, Rodos, Greek
    • Year and Date
      2009-09-30
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  • [Presentation] Recent Applications of Long-range Corrected Time-Dependent Density Functional Theory2009

    • Author(s)
      常田貴夫
    • Organizer
      The 3rd Japan-Czech-Slovak Joint Symposium for Theoretical/Computational Chemistry
    • Place of Presentation
      Comenius University, Bratislava, Slovakia
    • Year and Date
      2009-09-10
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  • [Presentation] DFTの最新の動向と展望2009

    • Author(s)
      常田貴夫
    • Organizer
      「実在系の分子理論」研究交流会
    • Place of Presentation
      金沢文化ホール, 金沢
    • Year and Date
      2009-09-04
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  • [Presentation] Time-Dependent Density Functional Theory Calculations of Photochemistry2009

    • Author(s)
      常田貴夫
    • Organizer
      RIKEN seminar
    • Place of Presentation
      RIKEN, Wako
    • Year and Date
      2009-08-20
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  • [Presentation] 多配置密度汎関数理論のための補正法の開発2009

    • Author(s)
      常田貴夫、千葉真人、中野晴之
    • Organizer
      「実在系の分子理論」研究交流会
    • Place of Presentation
      東京大学武田先端知ビル, 東京
    • Year and Date
      2009-05-30
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Long-range corrected density functional theory and its progress2008

    • Author(s)
      T. Tsuneda
    • Organizer
      Gordon Research Conference : Computational Chemistry
    • Place of Presentation
      Mount Holyoke College, Boston, USA
    • Year and Date
      2008-07-29
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      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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