2010 Fiscal Year Annual Research Report
相対論的SAC-CIを中核とする磁気的分子物性と励起状態反応系に関する理論研究
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22350010
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
波田 雅彦 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (20228480)
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| Keywords | SAC-CI / 励起状態 / 相対論効果 / SO分裂 |
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| Research Abstract |
冷却分子を用いて新たな量子物性を探査する実験が注目されている。アルカリ土類金属とリチウム原子の結合した分子(AEM-Li)は、冷却分子形成に優位な特徴を持つ。測定感度を高めるためには、単一量子状態での滞在確率が高い方が望ましい。そこで本研究では、MgLi,CaLi,SrLi,BaLi分子における電子基底状態の永久双極子モーメント(PDM)とポテンシャル曲線をCCSD(T)法で求めた。そして振動状態を求め放射寿命を計算した。電子基底状態でのv=0における放射寿命は短いもので22秒と求まった。これは典型的な冷却分子実験の時間スケールに対して十分に長く、これらの分子が測定に有利であることを示した。今後は、SAC-CIを用いて励起状態に関する同様の議論を行う。
重原子を含む化合物の、電子励起状態が関与する化学現象を定量的に解析する理論的方法の開発が望まれている。例えば、光化学反応の解析において、スピン-軌道(SO)相互作用や交換交差など考慮した定量的なエネルギー曲面を記述できる理論は極めて少ない。SO-CASSCF法では化学的精度の達成は困難である。我々はこれまでの研究で高次相対論を含む励起状態計算法の開発を行い、励起エネルギーを計算することで本手法の精度の検討を行ってきた。そこで、本研究は高次相対論を考慮したSAC-CI法による励起状態計算法の開発を行った。種々の原子の一重項、三重項の最低励起エネルギーを計算し、本手法の他に参照計算として、RHFを参照とするSAC-CI法と、摂動でSO項を含むCASPT2法の計算を実施した。本手法は他手法と比較して三重項励起に対する分裂の実験値を良く再現できており、基底関数の検討など不十分であるが、GUHF-SAC-CI法が他の方法よりも優れていることを示している。
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