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2015 Fiscal Year Research-status Report

金属原子を含む新規XAS計算手法の開発

Research Project

Project/Area Number 15K04755
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

高橋 修  広島大学, サステナブル・ディベロップメント実践研究センター, 特任講師 (60253051)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords放射線、X線、粒子線 / 内殻励起 / 化学物理
Outline of Annual Research Achievements

近年放射光利用技術の進歩により,X線領域における分光学が急速に進展した。X線照射後の放出電子や光の吸収,発光による情報は分子の局所構造や反応ダイナミクスを反映する。金属錯体の関与する触媒反応では活性中心にある金属原子が直接関与するため,X線分光法は反応機構の解明のための有力なツールの1つとして注目されている。本研究課題の目標は金属を含む系へのX線分光に対する新規理論計算手法の確立である。今回の申請で注目している分光法はK殻およびL殻励起のX線吸収スペクトル法(XAS)であり,非経験的分子軌道法および密度汎関数法に基づく計算手法を開発する。
初年度はXAS計算手法の開発を行う。K殻XASスペクトル計算手法として,既存のDFTコード”DeMon”にX線スペクトル計算コードを移植する。L殻XASスペクトル計算手法として,分子軌道計算コード”Molpro”を用いた計算手法を開発した。またK殻,L殻XAS計算に対する準備として,励起電子の相対論補正項をLi原子からKr原子まで系統的に算出した。現在これら計算結果をまとめ,論文を執筆中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度はXAS計算手法の開発を行う予定であった。またプログラム開発およびテスト計算を行うため,演算サーバとしてワークステーションを1台設置した。K殻XAS,L殻XAS計算手法両方とも順調に行うことができた。また励起内殻電子の相対論補正項をLi原子からKr原子まで系統的に算出した。現在これら計算結果をまとめ,論文を執筆中である。以上より,実施計画書に記載した計画通り,研究はおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

できるだけ多くの第一遷移金属原子に対し,標準的なスペクトルを測定し,計算との比較を行う。それぞれの金属薄膜を用意し,測定はSPring-8, SAGA-LSのような放射光施設を利用する。得られたスペクトルと計算スペクトルを比較し,計算精度の確認を行うとともに,表面,バルク状態の評価を行う。研究推進を加速するため,既存の演算サーバのメモリ増強を行い,容量の増強を図る。

  • Research Products

    (19 results)

All 2015

All Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Investigation of Organoiron Catalysis in Kumada-Tamao-Corriu-Type Cross-Coupling Reaction Assisted by Solution-Phase X-ray Absorption Spectroscopy2015

    • Author(s)
      H. Takaya, S. Nakajima, N. Nakagawa, K. Isozaki, T. Iwamoto, R. Imayoshi, N. J. Gower, L. Adak, T. Hatakeyama, T. Honma, M. Takagaki, Y. Sunada, H. Nagashima, D. Hashizume, O. Takahashi, and M. Nakamura
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Japan

      Volume: 88 Pages: 410-418

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140376

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical study of the X-ray natural circular dichroism of some amino acids in crystal2015

    • Author(s)
      O. Takahashi, M. Kimoto, and L. G. M. Pettersson
    • Journal Title

      Chem. Phys.

      Volume: 450-451 Pages: 109-114

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2015.01.012

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mg coordination in biogenic carbonates constrained by theoretical and experimental XANES2015

    • Author(s)
      T. Yoshimura, Y. Tamenori, O. Takahashi, L. T. Nguyen, H. Hasegawa, N. Iwasaki, A. Kuroyanagi, A. Suzuki, and H. Kawahata
    • Journal Title

      Earth. Planet. Sci. Lett.

      Volume: 421 Pages: 68-74

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2015.03.048

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Covariance maing of two-photon double core hole states in C2H2 and C2H6 produced by an X-ray free electron laser2015

    • Author(s)
      M. Mucke, O. Takahashi, et al
    • Journal Title

      New J. Phys.

      Volume: 17 Pages: 073002-10

    • DOI

      10.1088/1367-2630/17/7/073002

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Substituent electron push-pull interaction in intermolecular resonance-assisted hydrogen bonds: A case of thymine-adenine base pair2015

    • Author(s)
      K. Tabayashi and O. Takahashi
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Japan

      Volume: 88 Pages: 1466-1478

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150113

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical study for geometry relaxation following core-excitation: H2O, NH3, and CH42015

    • Author(s)
      O. Takahashi, N. Kunitake, and S. Takaki
    • Journal Title

      J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.

      Volume: 48 Pages: 204001-9

    • DOI

      10.1088/0953-4075/48/20/204001

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Probing chemical environment with molecular double core-hole electron spectroscopy2015

    • Author(s)
      O. Takahashi, N. V. Kryzhevoi, and K. Ueda
    • Journal Title

      J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.

      Volume: 204 PartB Pages: 290-302

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2015.08.015

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Core-excitation from excited triplet states of organic molecules: X-ray absorption spectra and doubly excited potential curves2015

    • Author(s)
      S. Nagashima, K. Yamamoto, O. Takahashi, and A. Hiraya
    • Journal Title

      J. Phys. Conf. Ser.

      Volume: 635 Pages: 112058-1

    • DOI

      10.1088/1742-6596/635/11/112058

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Theoretical Study on the Selective Oxygen K-edge Soft X-ray Emission Spectroscopy of Liquid Acetic Acid2015

    • Author(s)
      N. Nishida, K. Kanai, T. Tokushima, Y. Horikawa, and O. Takahashi
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett.

      Volume: 640 Pages: 55-60

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2015.10.021

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Double core-hole states in SiX4 (X= F, Cl, Br, and CH3) molecules derived by photoelectron and KLL Auger spectroscopy2015

    • Author(s)
      R. Puttner, T. Marchenko, R. Guillemin, L. Journel, G. Goldsztejn, J. P. Rueff, D. Ceolin, D. W. Lindle, A. Lago, K. Ueda, O. Takahashi, M. Piancastelli, and M. Simon
    • Journal Title

      J. Phys. Conf. Ser.

      Volume: 635 Pages: 112057-1

    • DOI

      10.1088/1742-6596/635/11/112057

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Disentangling formation of multiple-core holes in aminophenol molecules exposed to bright X-FEL radiation2015

    • Author(s)
      V. Zhaunerchyk, O. Takahashi et al
    • Journal Title

      J. Phys. Conf. Ser.

      Volume: 48 Pages: 244003-9

    • DOI

      10.1088/0953-4075/48/24/244003

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 液体状態における酢酸,ギ酸メチルの分子間相互作用依存性2015

    • Author(s)
      西田尚大, 金井清二, 徳島高, 堀川裕加,高橋修
    • Journal Title

      J. Comput. Chem. Jpn.

      Volume: 14 Pages: 60-62

    • DOI

      10.2477/jccj.2015-0026

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 高精度量子化学計算による弱い水素結合の研究2015

    • Author(s)
      高橋修
    • Journal Title

      CBI学会誌

      Volume: 3 Pages: 17-21

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 比較的大きな分子に対する内殻二重正孔分光2015

    • Author(s)
      高橋修
    • Organizer
      2015年日本コンピュータ化学会秋季年会
    • Place of Presentation
      函館
    • Year and Date
      2015-10-30 – 2015-10-31
  • [Presentation] 弱酸水溶液を対象とした軟X線発光分光のpH依存性に対する理論研究2015

    • Author(s)
      西田尚大, 堀川裕加, 徳島高, 高橋修
    • Organizer
      2015年日本コンピュータ化学会秋季年会
    • Place of Presentation
      函館
    • Year and Date
      2015-10-30 – 2015-10-31
  • [Presentation] XAS and RIXS study of acetic acid and methyl formate in liquid2015

    • Author(s)
      2.N. Nishida, S. Kanai, Y. Horikawa, T. Tokushima, and O. Takahashi
    • Organizer
      16th international conference on X-ray absorption fine structure
    • Place of Presentation
      Karlsruhe, Germany
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Theoretical Study on Core level spectroscopy with core-hole excited state dynamics2015

    • Author(s)
      O. Takahashi
    • Organizer
      22nd WIEN2k workshop
    • Place of Presentation
      Institute of high performance computing, Singapore
    • Year and Date
      2015-06-24 – 2015-06-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 液体状態における酢酸, ギ酸メチルの分子間相互作用依存性2015

    • Author(s)
      西田尚大, 金井清二, 徳島高, 堀川裕加, 高橋修
    • Organizer
      2015年日本コンピュータ化学会春季年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2015-05-28 – 2015-05-29
  • [Book] CH...pi Interaction in Organic Molecules, S. Scheiner (ed.) Noncovalent Forces, Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics 192015

    • Author(s)
      O. Takahashi
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2017-01-06  

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