| Research Abstract |
大規模系には,溶液内化学反応における溶質-溶媒分子系,表面(触媒)反応における吸着分子-表面(触媒)系,直鎖ポリエン,ジャイアント・フラーレンなどの無限系,分子クラスター,材料系のモデル分子など,数多くの化学的に重要な系が含まれる。本研究では,大規模系の精密電子状態理論の開発とそのプログラムパッケージの開発を行い,大規模系として,特に,比較的小さな「分子部分」と環境を与える大きな「バックグラウンド部分」からなるインターフェース系に焦点を絞り,これまで精度良く扱うことの難しかった非経験的分子軌道計算を現実のものとすることを目指している。本年度は,大規模系の精密分子軌道理論の開発,および,そのアルゴリズムとプログラムコードの開発を行い,インターフェース系の分子軌道計算を行う準備を行なった。
1.超局在化分子軌道法:分子軌道の直交性の要請は,分子のある部位によく局在化した局在化軌道においても,他の重要でない部位に値(tail)をもたらす。この小さな値を保持することは,大型の分子においては,大きな負担になり,Hartree-Fock理論,密度汎関数理論(DFT)の可能性を著しく狭めている。非直交軌道を用いて,tai1を回避し,この困難を克服することができる非直交密度汎関数法を開発した。
2.新しい多配置SCF法と多参照摂動論:定量性記述に必要な動的電子相関効果は,多配置SCF法と多配置摂動法によって取り入れ,定量性を確保する。電子配置空間をアルファ電子とベータ電子の空間を分け,その積空間から波動関数を構成するstring product space SCF法と,それを基にした多参照摂動論SPS-QDPTを開発した。また,精度を実証するため,多参照摂動論を星間分子SiC_3に適用し,これまで論争のあった最安定構造に対する結論を与えた。
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