| 研究課題/領域番号 |
15310105
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
マイクロ・ナノデバイス
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
関野 秀男 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40335104)
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| 研究分担者 |
栗田 典之 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (40283501)
墨 智成 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40345955)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
2004年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2003年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
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| キーワード | 光機能材料 / ペア相互作用近似(FMO) / DFT / 長距離補正 / 過剰電子非局在化 / 分子配向性アゾデンドリマー / 異常膨張 / デンドリマー / CPHF / CPDFT / アゾデンドリマー / 非経験的分子軌道計算 / 分極率 |
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| 研究概要 |
デンドリマー分子の構造は柔軟性に富むが、ポリマーと異なり各ユニット分子の物理化学的性質がたもたれていることから、並列処理巨大量子化学計算アルゴリズムによる理論解明に期待がもたれる。光機能物質として興味ある高世代のデンドリマーは巨大分子であるがその分極率および超分極率の算定を第一原理法によって行った。ペア相互作近似(FMO)は数千から万原子分子の分子の電子状態を量子論的に扱うことができるが、我々は同様の近似をCoupled Perturbed Hartree Fock (CPHF)に応用実装を行った。デンドリマー分子に適用することにより分極率、超分極率を算定、ペア相互作用近似(FMO)が全エネルギーのみならず、こうした光物性算定にも有効であることを示した。また世代依存性を調べたが、他のユニットとの部分的電荷移動に対応する量子論的補正を伴ったシンプルな加算性がみいだされた。さらに精度の高い計算Coupled Perturbed Density Functional Theory (CPDFT)によるcorrelationの考慮が必要であるが、巨大系では中距離以上の相互作用が重要で従来のDFTでは十分でない。PW型のファンクショナルを改良することによってDNA-stackingをうまく表現できる方法を開発した。更に現行のDFT汎関数による分極率算定が巨大分子系で破綻することが知られているが、われわれはクーロン力を分割することによりDFT長距離交換相互作用を補正する方法を開発巨大系での分極率、超分極率算定に成功した。またエネルギーの溶媒への散逸の見積もりとして単純な高分子ビーズモデルとDFT法を組み合わせ、量子、古典溶質の溶媒へのエネルギー散逸を統一的且つ第一原理的にあつかえる理論を構築、過剰電子の非局在化や高分子の異常膨張のメカニズム、ポジトロン消滅の異常増大メカニズム解析へ応用し大きな成功を収めた。
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