2018 Fiscal Year Annual Research Report
Developments of Electronic Structure Theories for Complex Systems and Applications to Nano-Bio Systems
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16H04104
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| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
江原 正博 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 計算科学研究センター, 教授 (80260149)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 複雑量子状態 / ナノ・バイオ系 / 強相関電子系 / 電子共鳴状態 / 電子移動励起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，複雑な量子状態である強相関電子状態や電子共鳴状態を精密に記述する新しい基礎理論の開発を行い，ナノ・バイオ系，とくに不均一系触媒や光機能分子系の微視的メカニズムを電子状態理論によって解明し，その知見に基づいて，新しいナノ・バイオ系の量子システムの設計・制御することを目的としている。H30年度は，実施計画で挙げた研究課題について下記の研究成果を得た。
1.凝縮相Au-Pd微粒子触媒について，構造・電子状態・界面ダイナミクスに関するこれまでの理論研究をまとめて総説を発表した。2.大規模系強相関理論の開発と応用では，カルボン酸とアミンからアミド化合物を合成する反応について，周期的DFT法を用いてアルミナ・チタニア・ニオビア表面における触媒活性を解析した。その結果，触媒活性は伝導バンドのd-バンド中心や基質と活性点の軌道混成と相関しており，これらの要因によって，ニオビア表面が特に触媒活性が高いことを見出した。3.大規模系電子共鳴状態の理論開発では，分子クラスターの共鳴状態における分子間相互作用の効果を検討した。とくにメタン，エタン，水分子とエチレンの共鳴状態との相互作用について詳細に検討した。ここで得られた知見に基づいて，本理論の分子集合系や凝縮系への展開を行った。4.化学反応における極限的圧力効果の研究では，系統的な研究を行い，励起状態と化学反応における圧力効果の基礎的知見を得ることができた。5.電子移動励起の化学指標の研究では，細胞内の複数のRNAを同時計測可能なECHOプローブの蛍光色素の基礎的光物性を理論計算を用いて調査した。複数のH会合体の局所安定構造を求めて光吸収・発光を検討し，強い蛍光発光は単量体に起因し，発光の抑制がH会合体形成に基づくという機構を明確に示した。蛍光色素間のストークスシフトは理論計算で定量的に解析することに成功した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Different Photoisomerization Routes Found in the Structural Isomers of Hydroxy Methylcinnamate2018
Author(s)
S. Kinoshita, Y. Miyazaki, M. Shimada, Y. Onitsuka, H. Kohguchi, Y. Inokuchi, N. Akai, T. Shiraogawa, M. Ehara, K. Yamazaki, Y. Harabuchi, S. Maeda, T. Taketsugu, T. Ebata
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Journal Title
Phys. Chem. Chem. Phys.
Volume: 20
Pages: 17583-17598
DOI
Peer Reviewed
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