| 研究課題/領域番号 |
18350014
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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 |
物理化学
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
立川 仁典 横浜市立大学, 国際総合科学研究科, 教授 (00267410)
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| 研究分担者 |
前園 涼 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 講師 (40354146)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
13,920千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 1,320千円)
2007年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2006年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
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| キーワード | 多成分系分子理論 / 多成分系密度汎関数法 / 多成分系量子モンテカルロ法 / 陽電子化合物 / 水素結合 / H / D同位体効果 / Colle-Salvetti型相関関数 / ポルフィリン / 同位体効果 |
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| 研究概要 |
我々は現在までに、水素原子核の量子揺らぎや陽電子系にも適用可能な全く新しい第一原理多成分系分子理論を開発し、様々な応用計算を実行してきた。多成分系を同時に取扱う際、平均場近似を超えるためには電子-核相関、核-核相関といった新たな多体効果を考慮する必要がある。そこで本研究課題においては、これらの多体効果を効率的に取り込むため、 1.多成分系密度汎関数法と 2.多成分系量子モンテカルロ法を開発した。
1.多成分系密度汎関数法の開発:多成分系におけるKohn-Sham演算子を定義し、全エネルギー、および核座標による微分表式も導出した。ポルフィリン誘導体であるPorphine分子およびPorphycene分子を計算レたところ、重水素置換体の幾何学的同位体効果を実験値と較べて定性的に再現することに成功した。さらに電子核相関を評価可能な、定量的新規相関汎関数を開発した。具体的には、現在広く用いられているLYPやOP電子相関汎関数の基となっているColle-Salvetti型相関関数を応用することで、精度よく電子-核相関エネルギーが算出された。
2.多成分系量子モンテカルロ法の開発:さらなる化学的精度で多成分系の全エネルギーを算出するために、多成分量子モンテカルロ法の開発に取り組んだ。異種粒子間の相関が最も大きくなる、電子と「陽電子」を直接含めた、[H:e^+]、[HCN:e^+]系を計算対象とした。[H:e^+]系に対しては、有効桁数4桁の範囲内で、Hylleraas型関数を用いたHoらのworld recordと同じエネルギー値を与えることが解った。[HCN:e^+]系に対しては、2006年現在の最良変分値は、CISD計算による-92.901915 hartreeであったのに対して、本手法のVMC計算では-932591(5)hartree,DMC計算では-93.39830(8)hartreeを得て、同複合体の全エネルギーおよび陽電子親和力をこれまで最も精密に予測することに成功した。
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