• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

電極界面における電子移動のモンテカルロシミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 07215233
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関名古屋大学

研究代表者

垣谷 俊昭  名古屋大学, 理学部, 教授 (90027350)

研究分担者 秦野 やす世  中京大学, 情報科学部, 教授 (70023356)
研究期間 (年度) 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード電極反応 / 電極界面の構造 / 電子移動 / 非線形性 / イオンの層構造 / モンテカルロシミュレーション / 自由エネルギー曲線 / 鏡像力
研究概要

本研究ではモンテカルロシミュレーション計算により、電極界面での特異的なイオン配列の構造を明らかにし、電極界面での反応体と電極の間の電子移動に及ぼす効果を明らかにすることを目的とした。前年度までに電極界面のイオンと溶媒分子の運動に関するモンテカルロシミュレーションのプログラムを完成させており、スーパーコンピユーターを駆使し、大規模数値計算を行った。計算に用いたモデルでは、イオンと溶媒分子を球形に仮定し、それぞれの鏡像力を取り入れた。
得られた結果の一つは、まず電圧がかかっていない場合、正イオンと負イオンが同数だけ金属面に吸着し第一層を形成し、それに対して、正負のイオンが再び配列して第二層を形成することである。溶媒分子の分布関数はイオンの相構造形成により、少し平坦になるが、大きな影響は受けなかった。次に電圧がかかって金属表面に負電荷が蓄積される場合には、圧倒的に多くの正イオンが金属表面に吸着し、第一層を作る。正イオンはそれに対して第二層も形成する。負イオンは、不思議なことに正イオンの第一層と第二層の中間域に第一層を形成し、それに接して第二層を形成する。すなわち、電圧下の電極界面では、正イオンと負イオンが交互に配列する相構造が実現していることを初めて実証した。
得られた結果の二つ目は、強い相構造をもつ電極界面を通して得られる反応体と電極の間の電子移動は媒体の非常に大きな非線形性を通しておこっていることである。すなわち、始状態(反応体が中性状態)のエネルギーと終状態(反応体が電荷状態)のエネルギーの差を反応座標に選び、それに対して自由エネルギー曲線をシミュレーションのデータに基づいて求めた。その結果、始状態の自由エネルギー曲線は終状態のそれに比べて非常に広い幅を持った。極小点での曲率の比は約20になった。この性質は電圧のあるなしにかかわらず見られた。

報告書

(1件)
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] T.Kakitani: "Prensent and Future Perspectives of Theoretical Aspects of Photoinduced Charge Separation and Charge Recombination Reaction in Solution." Prog.Reation Kinetics. 20. 347-381 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N.Matsuda et al.: "Examination of the Viability of the Collins-Kimball Model and Numerical Calculation of the Time-dependent Energy Gap Low of Photoinduced Charge Separation in Polar Solution." Chem.Phys.190. 83-95 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A.Okada et al.: "Nonperturbative Calculation of Electronic Coupling for Electron Transfer Reaction in Proteins." J.Phys.Chem.99. 2946-2948 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] R.Akiyama et al.: "Temperature Dependence of Femtosecond Excited State Dynamics of Beriorhodopsin Analyzed by the Fourier Trensform of Optical Absorption Spectra." J.Phys.Chem.99. 7147-7153 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yoshimori et al.: "Effects of Diffusion on Geminate Charge Recombination." Chem.Phys.201. 35-46. (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

URL: 

公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi