2016 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study of the H/D isotope effects on the binding of a positron to polyatomic molecules
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26410020
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
北 幸海 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 准教授 (40453047)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 陽電子 / 陽電子親和力 / 振動励起 / H/D同位体効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者が開発に成功した理論手法をさらに発展・深化させ、同位体分子種の振動励起状態への陽電子吸着に対する高精度理論手法を開発・実装することで、陽電子吸着に対するH/D同位体効果の発現機構を世界に先駆けて明らかにすることを目的に研究を実施している。申請時の研究計画に基づき、H28年度はH27年度からの継続項目(2) 「陽電子吸着に対するH/D同位体効果の発現機構の解明」を実施した。
H27年度までに、最も単純なニトリル化合物であるシアン化水素分子、および最も単純なアルデヒド化合物であるホルムアルデヒド分子に対して、振動励起状態における陽電子親和力(PA)の系統的解析を行い、予備計算レベルの結果ではあるが、そのH/D同位体シフトの発現機構に対する理論的解析を実施していた。H28年度は、まず両分子に対して本研究で開発した多配置理論による高精度解析を実施し、同位体シフトの発現機構の理論的起源をより詳細に明らかにした。また、実験値の報告されているアセトニトリル分子に対する解析も実施し、(a) CN伸縮の基音準位とCC伸縮の基音準位においてPAが大きく増大すること、(b) CH伸縮(as)の基音準位では逆にPAが減少することを見出し、これらの変化は振動励起状態における永久双極子モーメントの変化に起因することを明らかにした。また、同位体置換により、(c) CN伸縮の基音準位とCC伸縮の基音準位においてPAが大きく減少すること（負の同位体シフト）、そしてその発現機構は同位体置換による振動励起状態における永久双極子モーメントの減少であることを見出した。
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