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強相関分子科学に指向した決定論と確率論の融合による電子状態計算フロンティア

研究課題

研究課題/領域番号 18H03900
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
研究機関神戸大学

研究代表者

天能 精一郎  神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 教授 (00270471)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
40,560千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 9,360千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2020年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2019年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2018年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワード結合クラスター理論 / 量子モンテカルロ法 / 完全CI / 強電子相関 / スピン状態 / 強相関 / 結合クラスター / モンテカルロ / スピン射影 / 固体 / 量子モンテカルロ / 多核遷移金属 / 励起状態 / イニシエーター誤差 / サイズ無矛盾 / サイズ矛盾
研究成果の概要

完全結合クラスター(FCC)展開の実装を行い、励起空間と非線形演算に対するスクリーニングによるアダプティブなFCCR法の開発を行った。さらに、FCCR法を参照関数として二次摂動補正を行うFCCR(2)法と外挿法の併用により、強い電子相関を持つ分子の近似厳密解を得る手法の開発を行った。また、量子モンテカルロ法の枠組みで、結合クラスター理論と摂動論の両面から系のサイズに対するイニシエーター誤差の解決を試みた。さらに、スピン射影を用いた理論についても、動的電子相関や二次収束の手法開発を行い、遷移金属錯体などに対する機動力のある計算手法の確立を目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

触媒やレドックス作用の重要な役割を担う電子相関の強い物質は、複雑な電子配置のために理論的な取り扱いが困難である。この問題の解決を目指して、決定論と確率論に基づく最先端の電子状態計算手法の開発を総合的に行った。得られた研究成果は理論の独創性と幅広い応用を持ち、基礎学問と社会的な双方の意義を備えている。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 10件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] University of Illinois(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Water?oxidation mechanism of cobalt phosphate co-catalyst in artificial photosynthesis: a theoretical study2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuneda Takao、Ten-no Seiichiro L.
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 24 号: 7 ページ: 4674-4682

    • DOI

      10.1039/d1cp05816a

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary dopant segregation enables hematite-based heterostructures for highly efficient solar H2O2 synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhujun、Tsuchimochi Takashi、Ina Toshiaki、Kumabe Yoshitaka、Muto Shunsuke、Ohara Koji、Yamada Hiroki、Ten-no Seiichiro L.、Tachikawa Takashi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1499-1499

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28944-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved Description and Efficient Implementation of Spin- Projected Perturbation Theory for Practical Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tsuchimochi, Kosuke Yoshimura, Yuma Shimomoto, and Seiichiro L. Ten-no
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput.

      巻: 17 号: 6 ページ: 3471-3482

    • DOI

      10.1021/acs.jctc.1c00324

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Investigation on the Heterostructure Photocatalyst Comprising BiVO4 and Few-Layer Black Phosphorus2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tsuchimochi, Kaname Takaoki, Kazutaka Nishiguchi, and Seiichiro L. Ten-no
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 125 号: 40 ページ: 21840-21850

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.1c06247

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-projection for quantum computation: A low-depth approach to strong correlation2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuchimochi Takashi、Mori Yuto、Ten-no Seiichiro L.
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 4 ページ: 043142-043142

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.043142

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Third-order Epstein?Nesbet perturbative correction to the initiator approximation of configuration space quantum Monte Carlo2020

    • 著者名/発表者名
      Ladoczki Bence、Uejima Motoyuki、Ten-no Seiichiro L.
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 153 号: 11 ページ: 114112-114112

    • DOI

      10.1063/5.0022101

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Ground State Electronic Energy of Benzene2020

    • 著者名/発表者名
      Eriksen Janus J. et al.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 11 号: 20 ページ: 8922-8929

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.0c02621

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadratically convergent self-consistent field of projected Hartree?Fock2020

    • 著者名/発表者名
      Uejima Motoyuki、Ten-no Seiichiro L.
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 153 号: 16 ページ: 164103-164103

    • DOI

      10.1063/5.0025280

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Towards Near-Exact Solutions of Molecular Electronic Structure: Full Coupled-Cluster Reduction with a Second-Order Perturbative Correction2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Enhua、Uejima Motoyuki、Ten-no Seiichiro L.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 11 号: 22 ページ: 9775-9780

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.0c03084

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Molecular Orientational Correlations on Solvation Free Energy Computed by Reference Interaction Site Model Theory2019

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto Shoichi、Yoshida Norio、Yamaguchi Tsuyoshi、Ten-no Seiichiro L.、Nakano Haruyuki
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Information and Modeling

      巻: 59 号: 9 ページ: 3770-3781

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.9b00330

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic perturbation theory in a limited configuration space2019

    • 著者名/発表者名
      Ladoczki Bence、Ten-no Seiichiro L.
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 151 号: 11 ページ: 114113-114113

    • DOI

      10.1063/1.5109820

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second-order perturbation theory with spin-symmetry projected Hartree-Fock2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tsuchimochi, Seiichiro L. Ten-no
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation

      巻: 15 号: 12 ページ: 6688-6702

    • DOI

      10.1021/acs.jctc.9b00897

    • NAID

      120006954047

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extending spin‐symmetry projected coupled‐cluster to large model spaces using an iterative null‐space projection technique2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tsuchimochi and Seiichiro L. Ten-no
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry

      巻: 40 号: 1 ページ: 265-278

    • DOI

      10.1002/jcc.25587

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital-invariant spin-extended approximate coupled-cluster for multi-reference systems2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tsuchimochi and Seiichiro L. Ten-no
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 149 号: 4 ページ: 044109-044109

    • DOI

      10.1063/1.5036542

    • NAID

      120006796536

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full Coupled-Cluster Reduction for Accurate Description of Strong Electron Correlation2018

    • 著者名/発表者名
      Xu Enhua、Uejima Motoyuki、Ten-no Seiichiro Lenka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 121 号: 11 ページ: 113001-113001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.113001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Monte Carlo explicitly correlated many-body Green’s function theory2018

    • 著者名/発表者名
      Johnson Cole M.、Doran Alexander E.、Ten-no Seiichiro L.、Hirata So
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 149 号: 17 ページ: 174112-174112

    • DOI

      10.1063/1.5054610

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The full coupled-cluster approach for accurate treatment of strongly correlaed electrons2020

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      New Horizons in Scientific Software: from Legacy Codes to Modular Environments
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Selected coupled-cluster for strong electron correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      Workshop on Strongly Correlated Electrons
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ull coupled-cluster reduction for strongly correlated electrons2019

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      The Ninth Conference of the Asia-Pacific Association of Theoretical and Computational Chemists (APATCC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Explicitly correlated F12 theory on modern electronic structure calculations2019

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      10th Triennial Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Full coupled-cluster reduction for strongly correlated electrons2019

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      9th Molecular Quantum Mechanics Conference (MQM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selected coupled-cluster and stochastic perturbation theory2019

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      New Frontiers in Electron Correlation Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Stochastic perturbation theory in a limited configuration space2019

    • 著者名/発表者名
      Bence Ladoczki、Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      第22回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] First-principles study of the interfaces of SrTiO3 with mediator and cocatalyst for the hydrogen evolution in the Z-scheme artificial photosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Sakurai, Kotaro Okano, Kazutaka Nishiguchi, Seiichiro Ten-no
    • 学会等名
      International Workshop on Frontier of Science and Technology for Solar Energy Conversion
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強電子相関系のイオン化ポテンシャル2019

    • 著者名/発表者名
      土持崇嗣、天能精一郎
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ionization potentials for multi-reference systems via post-PHF: Extended Koopmans Theorem2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tsuchimochi and Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      9th Molecular Quantum Mechanics Conference (MQM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 拡張 Koopmans 定理を用いた強相関系におけるイオン化ポテンシャルの計算2019

    • 著者名/発表者名
      土持崇嗣、天能精一郎
    • 学会等名
      第22回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 確率論的手法とUnlinked図形の寄与に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      Ladoczki Bence、天能精一郎
    • 学会等名
      第21回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Selected coupled-cluster approaches from stochastic and deterministic algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      The 7th (Japan-Czech-Slovakia) Symposium on Theoretical Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Selected coupled-cluster approaches from stochastic and deterministic algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      Low-scaling and Unconventional Electronic Structure Techniques (LUEST2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Selected coupled-cluster approaches from stochastic and deterministic algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      The Molecular Electronic Structure in Metz (MESM)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イニシエーター近似の摂動補正に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      Ladoczki Bence、天能精一郎
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子化学プログラムGELLANの開発2018

    • 著者名/発表者名
      上島基之、天能精一郎
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Full coupled cluster reduction2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      Mainz-Kobe joint workshop on solving the full configuration interaction problem
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stochastic and deterministic coupled-cluster approaches for accurate treatment of strong electron correlations2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro L. Ten-no
    • 学会等名
      Quantum Simulations: From Chemistry to Materials Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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