2003 Fiscal Year Annual Research Report

量子化学計算におけるLinear-Scaling法の開発とその応用

Research Project

Project/Area Number	14703005
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	中井浩巳早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)
Keywords	Linear-Scaling法 / 分子積分 / エネルギー密度解析 / 周期境界条件計算 / wPBEh汎関数
Research Abstract	本研究では、種々の量子化学計算に対する効率化を検討し、最終的には計算コストが計算規模に対して線形まで落とすこと(Linear-Scaling)を目指した。具体的には以下のような理論的研究を展開してきた。(1)分子積分の高速化、(2)エネルギー密度解析(EDA)の発展、(3)wPBEh汎関数を用いた周期境界条件(PBC)計算の評価、に関する研究を行ってきた。テーマ(1)では、量子化学計算のボトルネックである分子積分の計算に対して、新しい漸化関係式を導出することにより、高速化を図った。その手法は、L殻基底や構造最適化・振動数計算で必要な分子積分の微分の計算に有効であることが示された。テーマ(2)では、昨年度提案した新しい解析法、EDAをさらに発展させ、化学結合の詳細な理解に適用できるようにした。さらに、Kitaura-Morokumaエネルギー分割法との組合せにより、相互作用の詳細な解析にも成功した。テーマ(3)では、Scuseria教授のグループで開発されたHF/DFTハイブリッド汎関数wPBEhを用いて二酸化チタン結晶のPBC計算を行った。長距離交換相互作用をスクリーニングするwPBEh汎関数は、計算効率が飛躍的に向上していることが確かめられた。さらに、従来の汎関数に比べて、バンドギャップ・凝集エネルギーなどの実験値をよく再現していることも示された。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Y.Kawai, S.Yamaguchi, Y.Okada, K.Takeuchi, Y.Yamauchi, S.Ozawa, H.Nakai: "Reactions of protonated water clusters H^+(H_2O)_n(n=2-6) with dimethylsulfoxide in a guided ion beam apparatus"Chem.Phys.Lett. 377(1-2). 69-73 (2003)
[Publications] H.Nakai, Y.Yamauchi, A.Nakata, T.Baba, H.Takahashi: "Ab initio molecular dynamics study on the excitation dynamics of psoralen compounds"J.Chem.Phys.. 119(8). 4223-4228 (2003)
[Publications] H.Nakai, K.Sodeyama: "Energy density analysis (EDA) of proton transfer reactions in malonaldehyde, tropolone, and 9-hydroxyphenalenone"J.Mol.Struct.(THOCHEM). 637(1-3). 27-35 (2003)
[Publications] T.Homma, A.Tamaki, H.Nakai, T.Osaka: "Molecular orbital study on the reaction process of dimethylamine borane as a reductant for electroless deposition"J.Electroanalytical Chem.. 559. 131-136 (2003)
[Publications] S.Yamaguchi, S.Kudoh, Y.Okada, T.Orii, K.Takeuchi, T.Ichikawa, H.Nakai: "Size-Dependent Reaction Cross Section of Protonated Water Clusters H^+(H_2O)_n (n=2-11) with D_2O"J.Phys.Chem.A. 107(50). 10904-10910 (2003)
[Publications] A.Nakata, T.Baba, H.Takahashi, H.Nakai: "Theoretical study on the excited states of psoralen compounds bonded to a thymine residue"J.Comp.Chem.. 25(2). 179-188 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

量子化学計算におけるLinear-Scaling法の開発とその応用

Principal Investigator

中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)

Research Products

[Publications] Y.Kawai, S.Yamaguchi, Y.Okada, K.Takeuchi, Y.Yamauchi, S.Ozawa, H.Nakai: "Reactions of protonated water clusters H^+(H_2O)_n(n=2-6) with dimethylsulfoxide in a guided ion beam apparatus"Chem.Phys.Lett. 377(1-2). 69-73 (2003)

[Publications] H.Nakai, Y.Yamauchi, A.Nakata, T.Baba, H.Takahashi: "Ab initio molecular dynamics study on the excitation dynamics of psoralen compounds"J.Chem.Phys.. 119(8). 4223-4228 (2003)

[Publications] H.Nakai, K.Sodeyama: "Energy density analysis (EDA) of proton transfer reactions in malonaldehyde, tropolone, and 9-hydroxyphenalenone"J.Mol.Struct.(THOCHEM). 637(1-3). 27-35 (2003)

[Publications] T.Homma, A.Tamaki, H.Nakai, T.Osaka: "Molecular orbital study on the reaction process of dimethylamine borane as a reductant for electroless deposition"J.Electroanalytical Chem.. 559. 131-136 (2003)

[Publications] S.Yamaguchi, S.Kudoh, Y.Okada, T.Orii, K.Takeuchi, T.Ichikawa, H.Nakai: "Size-Dependent Reaction Cross Section of Protonated Water Clusters H^+(H_2O)_n (n=2-11) with D_2O"J.Phys.Chem.A. 107(50). 10904-10910 (2003)

[Publications] A.Nakata, T.Baba, H.Takahashi, H.Nakai: "Theoretical study on the excited states of psoralen compounds bonded to a thymine residue"J.Comp.Chem.. 25(2). 179-188 (2004)

中井浩巳早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00243056)