2016 Fiscal Year Annual Research Report
Accurate excited states simulations by using first-principles GW+BS method
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26400383
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野口 良史 東京大学, 物性研究所, 助教 (60450293)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 第一原理 / 励起子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画書に従い本年度はこれまで申請者が開発を続けてきた全電子第一原理GW+Bethe-Salpeterプログラムを用いて、いくつかの計算を行った。特にプログラムを大規模並列化した効果により、物性研究所のスーパーコンピュータを用いてGW+Bethe-Salpeter計算としては世界第2位となる規模の大規模高精度計算に成功した。高精度と大規模系の取扱が可能になったことから、最も短いアームチェア型のカーボンナノチューブと知られている[n]CPP分子（n=3-16、30原子から160原子系）へ本プログラムを適応し、実験で測定されているUV-vis吸収スペクトルと比較を行った。本計算で得られたスペクトルは実験のスペクトルをほぼ完璧に再現することができていることを確認した。またそのUV-vis吸収スペクトルが分子サイズに依存しないメカニズムを本計算を通して説明することにも初めて成功した。本結果はJ. Chem. Phys誌へ掲載済みであり、またほか国内外の学会で発表を行った。
計算の精度を議論する上で、励起子の特徴を理解しておくことは重要である。しかしこれまではその解析方法が確立されておらず、1粒子の描像に基づいた解析（例えば電子とホールの波動関数を実際に表示させるなど）が行われてきた。そこで本課題では励起子の波動関数を用いた新たな励起子解析方法を開発した。実際に行くつかの分子へ適応し本手法が励起子の分類やその特徴を理解する上で有効な手法であることを示した。本結果はすでにJ. Chem. Phys誌へ掲載済みである。
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