2011 Fiscal Year Research-status Report
溶液内擬縮退系のための多配置電子状態理論とシミュレーション手法の開発
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23550018
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中野 晴之 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90251363)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 理論化学 / 擬縮退系 / 多配置電子状態理論 / シミュレーション手法 / 相対論的電子状態理論 |
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| Research Abstract |
本研究では、溶液内の擬縮退した複雑な電子状態の記述法としての多配置電子状態理論、および、溶液内あるいは生体内などの環境の効果を有効に取り込み、自由エネルギー面を一般的に構築するシミュレーション手法をあわせ開発し、溶液内の遷移金属系で、従来の手法では十分に明らかにすることのできない問題に適用することを目的としている。本年度は、多配置電子状態理論として、相対論的効果を含む多配置SCF法、多配置SCF関数を参照関数とした多配置摂動論、および、多配置摂動論の高速近似手法の開発を行った。相対論的多配置SCF法は、既存の手法と異なり、凍結軌道を有効に活用することにより非相対論的な多配置SCF法とほぼ同じ計算量で、静的電子相関を取り入れ、軌道の最適化を行うことができる。また、これを多配置摂動論とあわせ用いることにより、動的電子相関を取り入れ、十分な精度を持つことを実証した。さらに、高速近似手法の開発により、これまでの相対論的多配置摂動論と非常に良い精度で一致し、かつ、非常に高速に分子のポテンシャル曲面、励起エネルギーを算出することに成功した。テスト計算として用いたハロゲン化白金イオンの例では、従来の相対論的多配置摂動論との最大誤差が0.1 eV以下であった。また、シミュレーション手法については、新たに開発したQM/MM動力学のサンプリング手法により、水中のクマリン120について蛍光スペクトルの計算を行うなど、溶媒効果を有効に取り入れ手法の実証を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
複雑な電子状態計算を念頭に置いた多配置理論の開発、溶液内擬縮退系のシミュレーション手法の開発、いずれの項目においても当初予定した手法の開発を当該年度中に行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度である平成23年度に進めた溶液内擬縮退系のための多配置電子状態理論、シミュレーション手法の開発をさらに推進するとともに、それらを、d電子、f電子を含む分子系の複雑な電子状態の問題に適用し、開発した手法の実証計算を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度である平成23年度には、物品費により計算機環境を整えた。平成24年度は、これらを維持するため計算機関係の消耗品を購入するとともに、プログラム開発補助のために謝金の支出を、また、成果の発表と連携研究者との研究打ち合わせのため旅費の支出を行う。
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