2016 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on excited-state dynamics with plural factors
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26288001
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
武次 徹也 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90280932)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 理 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60584836)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 励起状態ダイナミクス / SF-TDDFT / 光異性化反応 / 円錐交差 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、複合的因子を考慮した励起反応ダイナミクスの理論研究を推進するために、励起状態AIMD法の適用範囲をより大きな系に広げるSF-TDDFT法に基づくダイナミクス計算手法を開発し、スチルベンの励起ダイナミクスへと適用してシス-トランス光異性化とDHP体への環化の競合過程の機構とダイナミクスを明らかにした。SF-TDDFT法は、三重項状態を参照状態として一重項の基底・励起状態を計算するため基底状態と励起状態の交差領域でもポテンシャルを連続的に見積もることができ、HOMO-LUMOの二電子励起状態も取り扱うことができる。本手法の開発により数十原子規模の励起ダイナミクス計算が可能となったことから、28年度はジメチルスチルベンの励起ダイナミクスへと適用し、スチルベンの光異性化ダイナミクスがメチル基の導入によりどのように変化するかについて、同位体効果の解明を試みた。実験的には、ジメチルスチルベンではスチルベンと比べシス体からトランス体およびDHP体への分岐比が逆転し、シス体とトランス体の間に位置する垂直ねじれ構造が十ピコ秒のオーダーの寿命を持つことが報告されていた。SF-TDDFT法に基づく励起ポテンシャル曲面上での反応経路の計算とAIMDシミュレーションにより、中央のCC結合周りのメチル基の立体反発および質量効果により反応経路がDHP体の方向に変化しDHP体の分岐比が増大すること、垂直ねじれ構造付近の励起状態における安定構造と円錐構造が大きく異なるため通常は励起状態から基底状態への通過点になる垂直ねじれ構造の寿命が長くなることなどが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
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[Presentation] 反応経路分岐の理論化学2016
Author(s)
武次徹也
Organizer
2016年有機反応機構研究会
Place of Presentation
長崎県工業技術センター（長崎県・大村市）
Year and Date
2016-09-05 – 2016-09-07
Invited
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