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物質の量子設計と反応性制御に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 11166232
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

立花 明知  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40135463)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
2001年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1999年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワード界面量子化学 / 化学反応性制御 / 領域密度汎関数理論 / 非可逆熱力学 / 量子設計 / 量子力学的質量作用の法則 / メソスコピック / 電気化学ポテンシャル非相等性原理 / 化学ポテンシャル非相等性原理 / 非平衡熱力学 / 量子化学 / 微分幾何学的動力学理論 / 量子力学的ホロノミー / 波束表示
研究概要

1.通常、相対性理論は化学の分野で小さな補正としてのみとらえられてきたが、そうではなく、相対性理論のよりどころである近接作用の観点から導き出されたQEDのハミルトニアンは、非相対論極限においてすら全く新しい化学的相互作用描像をあたえることが初めて明らかになり、従来の遠隔作用に基づく化学的相互作用の描像はことごとく塗り替えられた。
2.III-V族半導体結晶成長について、MR_3/H_2/NH_3系(R=Me, Et ; M=Al, Ga, In)気相で起こる寄生反応の反応機構を非経験的電子状態計算により検討した。Alを含む系の高い反応性は強いAl-N配位結合に基づいており、そのアルキル基置換基効果を量子エネルギー密度により明らかにした。第一原理計算により、GaN結晶にGa原子・N原子の吸着過程についても検討し、結晶成長の面方位依存性を示すとともに、結晶成長のドライヴィングフォースの描像を量子エネルギー密度により示した。
3.励起状態リチウムおよびナトリウムクラスターモデルに関して、非経験的電子状態計算によりさまざまな高スピン電子状態の原子間相互作用の議論を行った。量子エネルギー密度は電子状態により特徴的な分布を示し、電子相互作用の様子や微視的な電子ストレスの描像を適切に表現することを示した。リチウムクラスター成長による安定化エネルギーが、相当するナトリウムクラスターのそれより、極めて大きいことを明らかにした。
4.N2^++O_2系の四重項状態電荷移動反応について、反応物状態・生成物状態のポテンシャルエネルギー面を高い精度で表現しうる微分可能な関数を決定し、得られた関数を用いて波束ダイナミクス計算を行うことにより、振動量子数依存症の影響など反応過程の詳細なメカニズムを明らかにした。さらに、電荷移動過程を量子エネルギー密度により議論した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] A.Tachibana: "Electronic Energy Density in Chemical Reaction Systems"J. Chem. Phys.. 115. 3497-3518 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tachibana: "First-Principle Theoretical Study on Epitaxial Crystal Growth of GaN"phys. stat. sol.. 188. 579-582 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tachibana: "Quantum Chemical Study of Gas-Phase Reactions of Trimethylaluminium and Triethylaluminium with Ammonia in III-V Nitride Semiconductor Crystal Growth"J. Crystal Growth. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tachibana: "High-Spin Electronic Interaction of Small Lithium and Sodium Cluster Formation in the Excited States"J. Chem. Phys.. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tachibana: "Reviews in Modern Quantum Chemistry"World Scientific(in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Tachibana: "Electronic Energy Density in Chemical Reaction Systems"J. Chem. Phys.. 115. 3497-3518 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Tachibana: "First-Principle Theoretical Study on Epitaxial Crystal Growth of GaN"phys. Stat. Sol.. 188. 579-582 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Tachibana: "Quantam Chemical Study of Gas-Phase Reactions of Trimethylaluminium and Triethylaluminium with Ammonia in III-V Nitride Semiconductor Crystal Growth"J. Crystal Growth. in press.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Tachibana: "High-Spin Electronic Interaction of Small Lithium and Sodium Cluster Formation in the Excited States"J. Chem. Phys.. in press.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Tachibana: "Energy Density in Materials and Chemical Reaction Systems"Reviews in Modern Quantum Chemistry. in press.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tachibana: "Electronic Energy Density in Chemical Reaction Systems"J.Chem.Phys.. 115. 3497-3518 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tachibana: "First-Principle Theoretical Study on Epitaxial Crystal Growth of GaN"phys.stat.sol.. 188. 579-582 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tachibana: "Quantum Chemical Study of Gas-Phase Reactions of Trimethylaluminium and Triethylaluminium with Ammonia in III-V Nitride Semiconductor Crystal Growth"J.Crystal Growth. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tachibana: "High-Spin Electronic Interaction of Small Lithium and Sodium Cluster Formation in the Excited States"J.Chem.Phys.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tachibana: "Reviews in Modern Quantum Chemistry"World Scientific(in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Akitomo Tachibana: "Quantum Chemical Study of Aluminum CVD Reaction for Titanium Nitride (111) Surface with Terminal Fluorine"Journal of Molecular Structure (Theochem). 506(1-3). 273-286 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ken Sakata: "Quantum-Chemical Study on the Reaction between GeF_4 and Si_2H_G"Chemical Physics Letters. 320(5-6). 527-534 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Makino: "Quantum Chemical Mechanism in Parasitic Reaction of AlGaN Alloys Formation"Applied Surface Science. 159-160. 374-379 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Nakamura: "Quantum Chemical Study of Parasitic Reaction in III-V Nitride Semiconductor Crystal Growth"Journal of Organometallic Chemistry. 611(1-2). 514-524 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Makino: "Theoretical Study of Penetration Reaction of Fluorine Atoms and Ions into Hydrogen-Terminated Si(111) Thin Film"Thin Solid Films. 374(2). 143-149 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Nakamura: "Regional Density Functional Theory for Crystal Growth in GaN"Journal of Crystal Growth. 221(1-4). 765-771 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Nakamura: "Proceedings of International Workshop out Nitride Semiconductors (IPAP Conference Series 1)"The Institute of Pure and Applied Physics. 4 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Akitomo TACHIBANA: "Chemical Potential Inequality Principle"Theoretical Chemistry Accounts. 102. 188-195 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akitomo TACHIBANA: "Application of the Regional Density Functional Theory : the chemical potential lueguality in HeH^+ System"International Journal of Quantum Chemistry. 74. 669-679 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiro IWAI: "The Geometry and Mechanics of Multiparticle Systems"Auu. Inst. Henri Poincare. 70. 525-559 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akitomo TACHIBANA: "A Simple Algorithm for Conservation of Invariants of Motion in Reaction Dynamics Calculations"Journal of Chemical Physics. 110. 2323-2331 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akitomo TACHIBANA: "Quantum Chemical Study of Ion-Molecule Reactions in N^+_2 + O_2 System"Journal of Physical Chemistry. 103. 5749-5757 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akitomo TACHIBANA: "Quantum Chemical Study of Low Pressure Gas Phase Cationic Polymerization Reactions in the System of Ti^+ and Isobutyrene"J. Mol. Structure (THEOCHEM). 461-462. 269-281 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akitomo TACHIBANA: "The Transition State-A Theoretical Approach"Kodansha. 31 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi NAKAMURA: "Advanced Metalization and Interconnect Systems for ULSI Applications in 1998"Materials Research Society. 12 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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