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高精度計算を目指した相対論的分子理論の開発

Research Project

Project/Area Number 15750004
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中嶋 隆人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10312993)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords相対論的分子理論 / 相対論的クラスター展開法 / 大規模相対論的摂動法 / 相対論的pseudospectral法 / 積分変換
Research Abstract

高精度計算を目指した相対論的分子理論を完成させるために,本年度は以下の研究を行った.
「相対論的クラスター展開法の開発」
昨年度開発した高速な4成分積分変換の理論とプログラムをもとに,本年度は高精度な重原子分子系の計算を実現するための対論的クラスター展開(CC)法の開発を行った.高次CC法になるにしたがって定式化が複雑になっていくが,非相対論の場合に有効に働くことが知られている自動定式化プログラム"TCE"を相対論の場合に拡張し,自動定式化およびプログラム化することで相対論的CC法を実現した.現在,基底状態に関する相対論的CC法が完成している.また,クラスター展開法により励起状態を取り扱えるようにするため,相対論的Fock空間クラスター展開法の開発も行った.同時にTCEに基づいた励起状態相対論的CC法の開発も進めており,現在その開発の大部分が終了しており,高速化のためのプログラム整備を行っているところである.
「大規模分子系に対する相対論的電子相関法の開発」
高精度かつ大規模計算を実現するために,非相対論レベルにおいて,従来幾つかの効率的なMP2計算の手法が開発されているが,それらには一長一短がある.本研究ではそれらの手法の長所を伸ばしつつ,短所を補うことのできる新しいタイプのMP2摂動法であるRILL-MP2法を開発した.非相対論レベルおよび相対論レベルでRILL-MP2法の開発を行った.これまでのテスト計算により,RILL-MP2法は通常のMP2法と比べ大規模な分子系に対して高速な計算が実現できることがわかった.また,どんな大きさの分子系に対しても,得られる精度は一定で,精度を落とすことなく計算が実現できる.重原子分子への適用の結果も相対論的RILL-MP2法は満足のいく結果を与えることが示されている.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (8 results) Publications (8 results)

  • [Journal Article] Electronic structures of PtCu, PtAg, and PtAu molecules : A Dirac four-component relativistic study2005

    • Author(s)
      M.Abe, S.Mori, T.Nakajima, K.Hirao
    • Journal Title

      Chem.Phys. (in press)

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  • [Journal Article] UTChem - A Program for ab initio Quantum Chemistry2005

    • Author(s)
      T.Yanai, H.Nakano, T.Nakajima et al.
    • Journal Title

      Future Generation Computer Systems (in press)

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  • [Journal Article] 10 Years Research Activities of the UT Group2005

    • Author(s)
      H.Nakano, T.Nakajima, T.Tsuneda, K.Hirao
    • Journal Title

      Theory and Applications of Computational Chemistry (in press)

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  • [Journal Article] Monatshefte fur Chemie / Chemical Monthly2005

    • Author(s)
      T.Nakajima, K.Hirao
    • Journal Title

      Recent Development of Relativistic Molecular Theory (in press)

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  • [Journal Article] Third-order Douglas-Kroll relativistic coupled-cluster theory through connected single, double, triple, and quadruple substitutions2004

    • Author(s)
      S.Hirata, T.Yanai, W.A.de Jong, T.Nakajima, K.Hirao
    • Journal Title

      J.Chem.Phys. 120

      Pages: 3297-3310

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A four-index transformatio in Dirac's four-component relativistic theory2004

    • Author(s)
      M.Abe, T.Yanai, T.Nakajima., K.Hirao
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 388

      Pages: 68-73

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Pseudospectral approach to relativistic molecular theory2004

    • Author(s)
      T.Nakajima, K.Hirao
    • Journal Title

      J.Chem.Phys. 121

      Pages: 3438-3445

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Direct Ab Initio Molecular Dynamics Study of CH3+ + Benzene2004

    • Author(s)
      Y.Ishikawa, H.Yilmaz, T.Yanai, T.Nakajima., K.Hirao
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 396

      Pages: 16-20

    • Related Report
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  • [Publications] 中嶋隆人: "相対論的分子理論プログラムの開発"化学工業. 54. 267-272 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] S.Ikeda, T.Nakajima, K.Hirao: "Theoretical Study of Transition Metal Hydroxides : CuOH, AgOH, and AuOH"Mol.Phys.. 101. 105-110 (2003)

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  • [Publications] H.Yui, T.Nakajima, K.Hirao, T.Sawada: "Enhancement of the stimulated Raman scattering derived from intermolecular interactions between aromatic moieties"J.Phys.Chem.A. 307. 968-973 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] D.G.Fedorov, T.Nakajima, K.Hirao: "An ab initio study of excited states of U and UF"J.Chem.Phys.. 118. 4970-4975 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] J.Paulovic, T.Nakajima, K.Hirao, R.Lindh, P.Å.Malmqvist: "Third-order Douglas-Kroll ab initio model potential based spin-orbit correlated calculations"J.Chem.Phys.. 119. 798-805 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Nakajima, K.Hirao: "Extended Douglas-Kroll transformations applied to the relativistic many-electron Hamiltonian"J.Chem.Phys.. 119. 4105-4111 (2003)

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  • [Publications] T.Nakajima: "Relativistic Molecular Theory"Bull.Korean Chem.Soc.. 54. 809-811 (2003)

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  • [Publications] T.Yanai, H.Nakano, T.Nakajima, T.Tsuneda, S.Hirata, et al.: "UTChem - A Program for ab initio Quantum Chemistry"Computational Science -ICCS 2003. 84-95 (2003)

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      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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