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酸化チタンナノクラスターの光触媒反応メカニズムに関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 04J01602
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関早稲田大学

研究代表者

今村 穣  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードエネルギー密度解析 / 酸化チタン / ルチル型 / 面依存性 / Pseudospectral法 / 基底関数依存性 / 空間分割関数 / 時間依存密度汎関数理論 / 交換相関汎関数 / 内殻励起 / 価電子励起
研究概要

計算コストを削減するOrderN法の開発や計算機の発展などにより、酸化チタンナノクラスターなどの大規模系に対する計算が盛んに行われている。しかし、それに対する解析手法の開発はあまり進んでおらず、定量的な議論をするのが困難であった。そこで、我々は、系全体のエネルギーを構成原子に分割する新しい解析手法、エネルギー密度解析(EDA)を開発してきた。この手法は、今まで困難であった反応の活性部位などの特定を可能とする方法であり、今まで分子動力学や諸熊一北浦のエネルギー分割との組み合わせなどで多くの成果を挙げてきた。本研究では、EDAを用いてルチル型の酸化チタン(001)、(110)、(100)などの表面に関して検討した。BLYP/6-21Gを用いた周期境界条件計算を行った。格子定数は、実験値を用いた。表面部とバルク部の安定性を比較したところ。バルク部分は、面依存性が少なかったが、表面部分は、強い面依存性を示した。特に、(001)面においては、表面とバルクには、約1.5eVのエネルギー差があり、表面が大きく不安定化していることがわかった。更に、ルチル型(001)表面に関して詳しく検討を行った。バルク部分の3配位酸素、6配位チタンと比較して、表面部分で配位不飽和となった2配位酸素、4配位チタンがその不安定性の原因となっていることがわかる。以上の研究で、EDAを用いて酸化チタンに関する詳細な解析に成功した。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] Analysis of self-interaciton correction for describing core excited states2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, H.Nakai
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry 107

      ページ: 23-29

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Grid-based energy density analysis : Implementation and assessment2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, A.Takahashi, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journalof Chemical Physics 126

      ページ: 34103-34103

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-dependent density functional theory calculations for core-excited states : Assessment of standard exchange-correlation functionals and development of a novel hybrid functional2006

    • 著者名/発表者名
      A.Nakata, Y.Imamura, T.Ostuka, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 124

      ページ: 94105-94105

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hybrid exchange-correlation functional for core, valence, and Rydberg excitations : Cor-valence-Rydberg B3LYP2006

    • 著者名/発表者名
      A.Nakata, Y.Imamura, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 125

      ページ: 64109-64109

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-dependent density functional theory (TDDFT) calculations for core-excited states : Assessment of an exchange functional combining the Becke88 and van Leeuwen-Baerends-type functionals2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, H.Nakai
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 419

      ページ: 297-303

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Description of core excitations by time-dependent density functional theory with local density approximation, gereralized gradient approximation, meta-Generealized approximation, and hybrid functionals

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, T.Otsuka, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Extension of the Core-Valence-Rydberg B3LYP Functional to Core-Excited-State Calculations of Third-Row Atoms

    • 著者名/発表者名
      A.Nakata, Y.Imamura, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-dependent density functional theory calculations for core-excited states : Assessment of standard exchange-correlation functionals and development of a novel hybrid functional

    • 著者名/発表者名
      A.Nakata, Y.Imamura, T.Ostuka, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics in press

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2024-03-26  

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