2014 Fiscal Year Research-status Report
分子性液体の統計力学と量子化学に立脚した溶液内化学過程の究理
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25410011
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 啓文 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70290905)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 理論化学 / 量子化学 / 統計力学 / RISM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が開発・拡張を行って来た RISM-SCF-SEDD 法は、量子化学理論と液体の積分方程式理論(RISM)を融合した方法であり、双方の利点を継承している。これまでに様々な溶液における化学過程を幅広く扱ってきたが、計算で得られた反応の自由エネルギー変化は概ね実験結果とも良好な一致を示しており、同法の有用性が明らかにされてきた。本年度は、前年度から継続して、幾つかの化学過程の解析をするとともに、溶液内化学過程を包括的に取り扱うための新しい方法論の構築に注力した。主な進捗は以下の通りまとめられる。
（１）TD-DFT法をRISM-SCF-SEDD法に組み入れ、溶液内の色素分子をターゲットとした計算を進めた。メロシアニン色素については学術論文として取りまとめ公表した。また、溶媒和のみならず置換基と併せた複合的な効果が見られる系としてビチオフェン誘導体を取り上げて、その励起エネルギーに対する解析を進めた。
（２）溶媒和分子の励起スペクトルは、そのピーク位置とともに幅も重要な意味を持つ。この幅は溶質ー溶媒相互作用の揺らぎから計算できる量である。そこでRISM-SCF-SEDD法の枠組みでこの計算を行うための定式化とプログラムコードを作成した。
（３）溶液内分子の化学反応の例として、TCNE-HMB系における電子移動やマイケル付加反応を採り上げ、RISM-SCF-SEDD法などを用いた解析を行った。
（４）無限希釈溶液における分子の構造揺らぎを扱うための積分方程式理論を完成し、学術論文としてとりまとめ投稿した。また高い並列化効率を有し、三次元溶媒和構造を直接扱えるMC-MOZ 法を電子状態理論とハイブリッドした新しい方法（MC-MOZ-SCF法）の開発を完了した。これ以外に双直交基底系第二量子化に基づく電子構造解析法についても更に検討を続けた。
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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
昨年度からの継続課題を中心に学術論文として公表した他、新たな系に対しても計算が進んだ。双直交基底系第二量子化に基づく電子構造解析については最終的な検討に時間を要しているが、一方でMC-MOZ 法を電子状態理論とハイブリッドした新しい方法（MC-MOZ-SCF法）の開発など、当初の予定を先取りして進捗している課題もある。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね予定通り進捗しており、今後も当初予定に基づいて課題を遂行する。
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| Causes of Carryover |
本年度の進捗状況の結果、当初計画に比して必要となる書籍が少なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
量子化学および溶媒和に関する書籍の購入に加え、国内旅費（情報収集および成果発表）にもあてる。
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