Development of nonlocal kinetic energy functional and its applications to molecular systems

• Project/Area Number: 25K08570
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高橋 英明 東北大学, 理学研究科, 准教授 (10291436)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2027: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 密度汎関数理論 / エネルギー電子密度 / OF-DFT

Outline of Research at the Start

現在、広く利用されているKS-DFT法の重要な特徴は、電子の運動エネルギーTを電子密度nではなく、系を構成する個々の電子の波動関数によって記述することにある。これにより計算精度は向上するが、波動関数の間の直交性を課す為に、計算コストは増大する。結果として、全体としての計算コストは電子数N に対して急激に増大する。このサイズ依存性がKS-DFT 法の実在系への応用の障害となっている。電子の運動エネルギーT に対する有効な汎関数T [n] の開発は、物性物理や理論化学における悲願である。本研究は、新規な密度汎関数理論に基づいて運動エネルギー汎関数Tを開発し、その分子系への応用を目指すものである。