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大規模分子系のab initio分子軌道プログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 10555298
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 工業物理化学
研究機関東京大学

研究代表者

平尾 公彦  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70093169)

研究分担者 武次 徹也  お茶の水女子大学, 理学部, 助教授 (90280932)
中嶋 隆人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10312993)
中野 晴之  東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90251363)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
12,400千円 (直接経費: 12,400千円)
2000年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1998年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード電子状態理論 / 電子相関問題 / SPHERICA / 多配置摂動法 / MRMP法 / 相対論効果 / RESC法 / QCAS-SCF法 / 多配置SCF法 / 高次Douglas-Kroll法 / QCASSCF法 / 大規模系 / 分子軌道法 / 密度汎関数法 / 相対論的分子軌道法 / 多配置摂動論 / 相関汎関数 / エネルギー微分法
研究概要

本研究では、1000原子に至る大規模分子系の電子状態、分子構造などを十分な精度を持って、しかも、高速に決定することのできるようなab initio分子軌道法のプログラムの開発を目的とした。
このような大規模系の分子軌道プログラムを開発する際には、計算手法・計算アルゴリズムにおける新たな方法の創出とそれを計算機上で実現する段階における新たな技術の創出の双方が必要である。
計算手法・計算アルゴリズムにおける新たな方法の創出の観点では、特に、1.新しいab initio分子軌道理論、特に、多参照を基礎とした摂動論の開発、2.相対論的効果を含む分子理論の開発、3.密度汎関数理論における交換・相関汎関数の開発、について集中的に研究を行った。局在化軌道を用いたMRMP法、CASCI参照のMRMP法、多配置SCFの新たな方法QCAS-SCF法、QCAS-SCF参照の摂動論QCAS-QDPTの開発、RESC法、3次のDouglas-Kroll法、Dirac-Hartree-Fock,Dirac-Kohn-Sham法の高速スキーム、相対論的モデル・ポテンシャル、パラメータ・フリー交換汎関数、One-parameter-progressive相関汎関数の開発、などの成果を挙げることができた。
また、計算機上で実現する段階における新たな技術の創出の観点では、高速積分法を基礎とした分子積分プログラムSphericaの開発からはじまり、Hartree-Fock法、Kohn-Sham法、および、上に述べたDirac-Hartree-Fock,Dirac-Kohn-Sham法の高速計算スキームをもとに、そのプログラムを完成させることができた。これらのプログラムは、単に従来の計算法をコードしたものではなく、分子積分にまでさかのぼって計算の最適スキームを探索した結果得られた新たな技術によるものである。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (54件)

  • [文献書誌] H.Nakano: "Second-order quasi-degenerate perturbation theory with quasi-complete active space self-consistent field reference functions"J.Chem.Phys.. 114. 1133-1141 (2001)

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  • [文献書誌] T.Yanai: "New Algorithm for Electron Repulsion Integrals Oriented to the General Contraction Scheme"Int.J.Quantum Chem.. 76. 396-406 (2000)

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  • [文献書誌] T.Nakajima: "Numerical illustration of third-order Douglas-Kroll method : atomic and molecular properties of superheavy element 112"Chem.Phys/Lett.. 329. 511-516 (2000)

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  • [文献書誌] S.Yanagisawa: "An investigation of density functionals : The first-row transition metal dimer calculations"J.Chem.Phys.. 112. 545-553 (2000)

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  • [文献書誌] T.Nakajima: "Theoretical study of valence photoelectron spectrum of OsO_4 : A spin-orbit RESC-CASPT2 study"J.Chem.Phys.. 113. 10142-10148 (2000)

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  • [文献書誌] K.Yagi: "Direct vibrational self-consistent field method : Applications to H_2O and H_2CO"J.Chem.Phys.. 113. 1005-1017 (2000)

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  • [文献書誌] T.Nakajima: "A new relativistic theory : a relativistic scheme by eliminating small components(RESC)"Chem.Phys.Lett.. 302. 383-391 (1999)

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  • [文献書誌] T.Tsuneda: "A new one-parameter progressive Colle-Salvetti-type correlation functional"J.Chem.Phys.. 110. 10664-10678 (1999)

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  • [文献書誌] T.Taketsugu: "Multidimensional tunneling dynamics on HSiOH cis-trans isomerization with interpolated potential energy surface"J.Chem.Phys.. 111. 3410-3419 (1999)

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  • [文献書誌] H.Nakano: "Complete active space valence bond method applied to chemical reactions"J.Mol.Struct.(Theochem). 461-462. 55-69 (1999)

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  • [文献書誌] T.Hashimoto: "Theoretical Study of the Q and B Bands of Free-Base, Magnesium, and Zinc Porphyrins, and Their Derivatives"J.Phys.Chem.A. 103. 1894-1904 (1999)

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  • [文献書誌] N.Tajima: "A theoretical study on the catalysis of Cu-exchanged zeolite for the decomposition of nitric oxide "Phys.Chem.Chem.Phys.. 1. 3823-3830 (1999)

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  • [文献書誌] K.Nakayama: "Theoretical Study of the π→π^* Excited States of Linear Polyenes : The Energy Gap Between ^1B_u^+ and ^2A_g^- States and Their Character"Int.J.Quantum Chem.. 66. 157-175 (1998)

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  • [文献書誌] N.Tajima: "A new mechanism for the fist carbon-carbon bond formation in the MTG process : a theoretical study"J.Amer.Chem.Soc.. 120. 8222-8229 (1998)

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  • [文献書誌] M.Yamanishi: "Theoretical study of the low-lying electronic states of XeO and XeS"J.Chem.Phys.. 108. 1514-1521 (1998)

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  • [文献書誌] H.Nakano: "Analytic energy gradients for multiconfigurational self-consistent field second-order quasidegenerate perturbation theory(MC-QDPT)"J.Chem.Phys.. 108. 5660-5669 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Akinaga: "Theoretical study of CH_4 photodissociation on Pd and Ni(111) surfaces"J.Chem.Phys.. 109. 11010-11017 (1998)

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  • [文献書誌] T.Taketsugu: "Dynamic reaction path study of SiH_4+F^- → SiH_4F^- and the Berry pseudorotation with valley-ridge inflection"J.Mol.Struct.(Theochem). 451. 163-177 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakano: "Second-order quasi-degenerate perturbation theory with quasi-complete active space self-consistent field reference functions"J.Chem.Phys.. 114. 1133-1141 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yanai: "New Algorithm for Electron Repulsion Integrals Oriented to the General Contraction Scheme"Int.J.Quantum Chem.. 76. 396-406 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakajima: "Numerical illustration of third-order Douglas-Kroll method : atomic and molecular properties of superheavy element 112"Chem.Phys.Lett.. 329. 511-516 (2000)

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  • [文献書誌] S.Yanagisawa: "An investigation of density functionals : The first-row transition metal dimer calculations"J.Chem.Phys.. 112. 545-553 (2000)

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  • [文献書誌] T.Nakajima: "Theoretical study of valence photoelectron spectrum of OsO_4 : A spin-orbit RESC-CASPT2 study"J.Chem.Phys.. 112. 10142-10148 (2000)

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  • [文献書誌] K.Yagi: "Direct vibrational self-consistent field method : Applications to H_2O and H_2CO"J.Chem.Phys.. 113. 1005-1017 (2000)

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  • [文献書誌] T.Nakajima: "A new relativistic theory : a relativistic scheme by eliminating small components (RESC)"Chem.Phys.Lett.. 302. 383-391 (1999)

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  • [文献書誌] T.Tsuneda: "A new one-parameter progressive Colle-Salvetti-type correlation functional"J.Chem.Phys.. 110. 10664-10678 (1999)

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  • [文献書誌] T.Taketsugu: "Multidimensional tunneling dynamics on HSiOH cis-trans isomerization with interpolated potential energy surface"J.Chem.Phys.. 111. 3410-3419 (1999)

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  • [文献書誌] H.Nakano: "Complete active space valence bond method applied to chemical reactions"J.Mol.Struct. (Theochem). 461-462. 55-69 (1999)

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  • [文献書誌] T.Hashimoto: "Theoretical Study of the Q and B Bands of Free-Base, Magnesium, and Zinc Porphyrins, and Their Derivatives"J.Phys.Chem.A. 103. 1894-1904 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tajima: "A theoretical study on the catalysis of Cu-exchanged zeolite for the decomposition of nitric oxide"Phys.Chem.Chem.Phys.. 1. 3823-3830 (1999)

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  • [文献書誌] K.Nakayama: "Theoretical Study of the π→π^* Excited States of Linear Polyenes : The Energy Gap Between ^1Bu^+ and ^2Ag^- States and Their Character"Int.J.Quantum Chem.. 66. 157-175 (1998)

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  • [文献書誌] N.Tajima: "A new mechanism for the first carbon-carbon bond formation in the MTG process : a theoretical study"J.Amer.Chem.Soc.. 120. 8222-8229 (1998)

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  • [文献書誌] M.Yamanishi: "Theoretical study of the low-lying electronic states of XeO and XeS"J.Chem.Phys.. 108. 1514-1521 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakano: "Analytic energy gradients for multiconfigurational self-consistent field second-order quasidegenerate perturbation theory (MC-QDPT)"J.Chem.Phys.. 108. 5660-5669 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Akinaga: "Theoretical study of CH_4 photodissociation on Pd and Ni (111) surfaces"J.Chem.Phys.. 109. 11010-11017 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Taketsugu: "Dynamic reaction path study of SiH_4+F^-→ SiH_4F^- and the Berry pseudorotation with valley-ridge inflection"J.Mol.Struct. (Theochem). 451. 163-177 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakano: "Second-order quasi-degenerate perturbation theory with quasi-complete active space self-consistent field reference functions"J.Chem.Phys.. 114. 1133-1141 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yanai: "A new algorithm for electron repulsion integrals oriented to general contraction scheme"Int.J.Quantum Chem.. 76. 396-406 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakajima: "Numerical illustration of third-order Douglas-Kroll method : atomic and molecular properties of superheavy element 112"Chem.Phys.Lett.. 329. 511-516 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yanagisawa: "An investigation of density functionals : The first-row transition metal dimer calculations"J.Chem.Phys.. 112. 545-553 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakajima: "Theoretical study of valence photoelectron spectrum of OsO_4 : A spin-orbit RESC-CASPT2 study"J.Chem.Phys.. 112. 10142-10148 (2000)

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  • [文献書誌] K.Yagi: "Direct vibrational self-consistent field method : Applications to H_2O and H_2CO"J.Chem.Phys.. 113. 1005-1017 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakajima: "A new relativistic theory : A relativistic scheme by the elimination of small components(RESC)"Chem.Phys.Lett.. 302. 383-391 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yanai: "A new algorithm for electron repulsion integrals oriented to general contraction scheme"Intern.J.Quantum Chem.. 76. 396-406 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.K.Choe: "Theoretical study of the electronic ground state of Iron(II) Porphine.II"J.Chem.Phys.. 111. 3837-3845 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Taketsugu: "Multidimensional tunneling dynamics on HSiOH cis-trans isomerization with interpolated potential surface"J.Chem.Phys.. 111. 3410-3419 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsuneda: "A re-examination of exchange energy functionals"J.Chem.Phys.. 111. 5656-5667 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakajima: "A new relativistic scheme in Dirac-Kohn-Sham theory"Chem.Phys.Lett.. 304. 271-2777 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakajima: "A new relativistic scheme in Dirac-Kohn-Sham theory" Chemical Physics Letters. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yanai: "A new algorithm for electrom repulsion integrals oriented to general contraction scheme" International Journal of Quantum Chemistry. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsuneda: "A new one-parameter progressive Colle-Salvetti-type correlation functional" Journal of Chemical Physics. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakajima: "A new relativistic theory : A relativistic scheme by the elimiuation of small components (RESC)" Chemical Physics Letters. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakayama: "Different bases for different correlation effects:Multireference Moller-Plesset perturbation theory in the extended basis function space" Chemical Physics Letters. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakano: "Analytic energy gradients for malticonfigurational self-consistent field second-order quasidegenerate perfurbation theory(MC-QDPT)" Journal of Chemical Physics. 108. 5660-5669 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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