4次元の量子化学とその可視化

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10874080
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 時田 澄男 埼玉大学, 工学部, 教授 (20008866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川橋 正昭 埼玉大学, 工学部, 教授 (70008853) ; 細谷 治夫 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (10017204)
• Keywords: 4次元量子化学 / 原子軌道 / 可視化 / 等高線図 / 等値曲面 / アニメーション / インターネット / 力学的振動

Research Abstract

オービタルの可視化の研究例は国内外に多く報告されているが,アニメーションを利用した例はほとんどない.さらに,4次元以上の高次の系に適用した例は皆無である.通常の3次元の原子オービタルの可視化については,これまで多くの研究が報告されている.しかし主量子数n=3までの可視化が大部分で,一部にn=4の報告がなされているにすぎない.平成10年度には,n=6までのオービタルのアニメーションを含めた新しい可視化技術を研究し,4次元映像の可視化の基礎研究を行った.この結果,以下の成果が得られた.
(a) オービタルの波動性と力学的振動の対比を,静止画とアニメーションによるイメージ化によって実現した(1次元〜3次元).これらの映像により,2次元の波動の影が1次元の波動に対応し,3次元の波動の影が2次元の波動に対応することを可視化した.
(b) オービタルの断面における関数値の表現方法について,種々の角度から研究した.たとえば,等高線図と見取図(擬3次元表示)を2つのXY平面上で同時に表示し,1つのX軸を中心として回転アニメーションを行ってこれらの相互関係の理解を容易にする表現法について研究した.
(c) オービタルの等値曲面の回転アニメーション表示を行った.
(d) 4次元映像の描画法として,原子軌道の角部分を描画する新しい方法について検討した.
以上の研究結果の一部を化学ソフトウェア学会年次大会(新潟大学)において発表するとともに,インターネット上で公開した.

Research Products

• [Publications] M.YANAGITA: "The Relationship between the Steric Hindrance and Absorption Spectrum of Fluoran Dyes.PartII." Mol.Cryst.Liq.Cryst.(in press). (1998)
• [Publications] M.YANAGITA: "The Relationship between the Steric Hindrance and Absorption Spectrum of Fluoran Dyes.PartI." Mol.Cryst.Liq.Cryst.(in press). (1998)
• [Publications] T.MITOMO: "The Reactions of Sulfilimines with TCNQ and Their Characteristic Charge-transfer Complexes as Products" Mol.Cryst.Liq.Cryst.312. 263-283 (1998)
• [Publications] T.TACHIKAWA: "PPP Calculation for Electronic Spectra of Cyanine Dyes" J.Japan Soc.Colour Material. 71. 481-487 (1998)
• [Publications] T.WATANABE: "Photochromic Properties of Benzodixanthene Analogues Having Alkyl Group and Their Langmuir-Blodgett Films" J.Photopoly.Sci.Technol.11. 41-46 (1998)
• [Publications] T.TACHIKAWA: "Synthesis of Novel Fluorescent Reagents with a Carbodiimide Moiety and Their Applications for DNA Probe" J.Photopoly.Sci.Technol.11. 19-22 (1998)
• [Publications] K.HIRUTA: "Precise PPP Molecular Orbital Calculations of Absorption Maxima of Quinones" Dyes and Pigments. 38. 165-172 (1998)
• [Publications] K.HIRUTA: "Precise PPP Molecular Orbital Calculations of Excitation Energies of Polycyclic Aromatic Hydocarbons Part 4.Evaluation of the Spectrochemical Softness Parameter Using the Dewar-type Resonance Energy" Dyes and Pigments. 36. 111-120 (1998)
• [Publications] M.YANAGITA: "New Fluoran Dyes Having a Phenylenediamine Moiety at the 6-Position of the Xanthene Ring" Dyes and Pigments. 36. 15-26 (1998)
• [Publications] T.TACHIKAWA: "Blue Light-Emitting Electroluminescent Devices with 2,9-Disubtituted 1,10-Phenanthrolines" Synthetic Metals. 91. 247-248 (1997)
• [Publications] 時田 澄男: "エレクトロニクス関連色素モーブ(Mauve)からエレクトロニクス用色素まで" 株式会社シーエムシー, (1998)
• [Publications] 時田 澄男: "有機色素材料の分子設計--光の吸収と放出の予測と分子軌道--" 株式会社テクノタイムズ社, (1998)