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2008 Fiscal Year Annual Research Report

高精度多成分系分子理論の確立およびその応用

Research Project

Project/Area Number 20350013
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

立川 仁典  Yokohama City University, 国際総合科学研究科, 教授 (00267410)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 前園 涼  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 講師 (40354146)
Keywords多成分系分子理論 / 多成分系密度汎関数法 / 多成分系量子モンテカルロ法 / 陽電子化合物 / 水素結合 / H / D同位体効果 / Colle-Salvetti型相関関数
Research Abstract

我々は現在までに、水素原子核の量子揺らぎや陽電子系にも適用可能な全く新しい第一原理多成分系分子理論を開発し、様々な応用計算を実行してきた。多成分系を同時に取扱う際、平均場近似を超えるためには電子-核相関、核-核相関といった新たな多体効果を考慮する必要がある。これらの多体効果を取り込むために、我々は現在までに配置間相互作用法や摂動法を適用してきたが、精密解への収束性や、計算コストといった課題が浮上してきた。そこで本年度は、これらの多体効果を効率的に取り込むため、多成分系量子モンテカルロ法の開発を試み、陽電子ハロゲン化物複合体の計算を実行した。
[F^<':>e^+]複合体の計算を実行した結果を以下に示す。平均場近似における全エネルギーは、-99.90074hartreeであるのに対して、斎藤のMRCISD計算による-100.0175 hartree[1],BressaniniのDMC計算による-100.0719(8)hartree[2]が報告されている。本手法のVMC計算では-99.9881(9)hartree,DMC計算では-100.0713(2)hartreeを得て、同複合体の全エネルギーおよび陽電子親和力に対して、既存のDMC計算による同等の結果を得た。[Cl^-:e^+]複合体に適用したところ、MRCISD計算による-460.0378 hartree[1]に対し、本手法のVMC計算では-460.2570(44)hartree,DMC計算では-460.4402(2)hartreeを得、これまでで最も最良の偏文エネルギーを得るのに成功した。現在、他の陽電子ハロゲン化物複合体の計算を実行していると共に、より効率的なサンプル手法を開発しているところである。
[1] S. L. Saito, et al., J. Chem. Phys. 122,054302(2005).
[2] D. Bressanini. et al.,J. Chem. Phys. 108,12(1998).

  • Research Products

    (20 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Multi-Component First-Principles Calculation on Isotope Effect in Hydrogen-Bonded Dielectric Materials K_3H(SO_4)_2 and K_3D(SO_4)_2.2008

    • Author(s)
      M. Tachikawa
    • Journal Title

      Integrated Ferroelectrics 100

      Pages: 72-78

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultraviolet Spectroscopy and Theoretical Calculations of Mono-and Dihydrated Clusters of the Guanine Nucleosides : Possibility of Different Hydration Structures for Guanosine and 2'-Deoxyguanosine.2008

    • Author(s)
      H. Saigusa, N. Mizuno, H. Asami, K. Takahashi, M. Tachikawa
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jap. 81

      Pages: 1274-1281

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature and isotope effects on water cluster ions with path integral molecular dynamics based on 4th order Trotter expansion.2008

    • Author(s)
      K. Suzuki, M. Shiga, M. Tachikawa
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. 129

      Pages: 144310

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular dynamics simulations of small glycine-(H_2O)_n(n=2-7) clusters on semiempirical PM6 potential energy surfaces.2008

    • Author(s)
      T. Takayanagi, T. Yoshikawa, A. Kakizaki, M. Shiga, M. Tachikawa
    • Journal Title

      J. Mol. Structure (Theochem) 869

      Pages: 29-36

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Monte Carlo study of porphyrin transition metal complexes.2008

    • Author(s)
      J. Koseki, R. Maezono, M. Tachikawa. M. D. Towler, R. J. Needs
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. 128

      Pages: 085103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Film Formation from Mixed Solutions of l, 3, 5-Triazine-2, 4-dithione and Phosphate onto Au, Ag, and Cu Substrates.2008

    • Author(s)
      M. Yamamoto, M. Suzuki, M. Tachikawa. A. Fujishima, T. Miyazaki, H. Hisamitsu, K. Kojima, Y. Kadoma
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C 112

      Pages: 6914-6923

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simultaneous analytical optimization of variational parameters in Gaussian-type functions with full configuration interaction of multi-component molecular orbital method by elimination of translational and rotational methods : Application to isotopomers of the hydrogen molecule.2008

    • Author(s)
      T. Ishimoto, M. Tachikawa, U. Nagashima
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. 128

      Pages: 164118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geometric Isotope Effect on the N_2H_7^+ Cation and N_2H_5 Anion by Ab Initio Path Integral Molecular Dynamics Simulation.2008

    • Author(s)
      H. Ishibashi, A. Hayashi, M. Shiga, M. Tachikawa
    • Journal Title

      ChemPhysChem (Communication) 9

      Pages: 383--387

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ab initio interpretation of Hund's rule for the methylene molecule : Variational optimization of its molecular geometries and energy component analysis.2008

    • Author(s)
      Y. Maruyama, K. Hongo, M. Tachikawa. Y. Kawazoe, H. Yasuhara
    • Journal Title

      Int. J. Quant. Chem. 108

      Pages: 731--743

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analytical optimization of exponent values in protonic and deuteronic Gaussian-type functions by elimination of translational and rotational motions from multi-component molecular orbital scheme.2008

    • Author(s)
      T. Ishimoto, M. Tachikawa, U. Nagashima
    • Journal Title

      Int. J. Quant. Chem. 108

      Pages: 472--481

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多成分量子モンテカルロ法による陽電子ハロゲン化物複合体の理論的解析2009

    • Author(s)
      竹田知弘, 北幸海, 前園涼, 立川仁典
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      池袋
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] 第一原理経路積分分子動力学法を用いた電子スペクトルの解析2009

    • Author(s)
      杉本昌崇, 志賀基之, 立川仁典
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      池袋
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] Ab initio経路積分分子動力学法を用いた水酸化ナトリウム水和クラスターの解析2009

    • Author(s)
      小泉亮人, 志賀基之, 立川仁典
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      池袋
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] Geometric Isotope Effect on N_2H_7^+ Cation by Ab Initio Path Integral Molecular Dynamics Simulation2008

    • Author(s)
      Masanori Tachikawa
    • Organizer
      World Association of Theoretical and Computational Chemists (WATOC2008)
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] 多成分量子モンテカルロ法を用いた全自由度量子計算2008

    • Author(s)
      北幸海, 前園涼, 立川仁典
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] Ab initio 経路積分分子動力学法を用いた電子スペクトルの解析2008

    • Author(s)
      杉本昌崇, 志賀基之, 立川仁典
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] 経路積分法を用いた水イオンクラスターの同位体効果と温度依存性2008

    • Author(s)
      鈴木机倫, 志賀基之, 立川仁典
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] 多成分量子モンテカルロ法による水素イオンクラスターの研究2008

    • Author(s)
      北幸海, 前園涼, 立川仁典
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      20080900
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/%7etachi/html/Research/Publication/publication.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/%7etachi/html/f_Research.htm

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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