| 研究課題/領域番号 |
20K21182
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 認定NPO法人量子化学研究協会 |
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研究代表者 |
中嶋 浩之 認定NPO法人量子化学研究協会, 研究所, 部門長 (80447911)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | シュレーディンガー方程式 / 自由完員関数理論 / 理論原子スペクトル / 分子波動関数 / Slater型3,4電子積分 / 原子論的化学概念 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、シュレーディンガー方程式の正確な一般解法に基づき、積分変分法によるシュレーディンガー・レベルの高精度理論原子スペクトルの計算と、これを原子基底関数として用いて原子論的化学概念と対応する分子の波動関数を構築する。この計算のため、原子・分子の3,4電子積分の計算法とプログラムの改良、自由度(完員関数)選択法によるコンパクトな波動関数の記述法を発展させる。シュレーディンガー・レベルの理論原子スペクトルは、それ自身が後世に残る財産となる。また、正確な原子の解から構築する分子の波動関数理論は、高精度であると同時に化学的理解に繋がる波動関数を構築することができる。
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| 研究成果の概要 |
シュレーディンガー方程式の正確な一般解法として提案されている自由完員関数理論の変分法(積分法)に基づく計算理論を開発し、基礎的原子の基底・励起状態の計算と、その精密な量子状態を基底とした分子の計算を行った。C原子では、僅かな自由度でも絶対解で化学精度を達成し、励起エネルギーは実験データベース(Mooreテーブル)を再現した。また、C2分子の基底・励起状態の結合解離ポテンシャルカーブの計算では、簡単な計算にも関わらず従来の分子軌道法における大規模な計算結果をよく再現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子力学の基礎方程式であるシュレーディンガー方程式の正確な解を求めることができれば、理論によってあらゆる化学現象を予言することができる。本研究では、その正確な解を導く自由完員関数理論に基づき、その変分法の計算に必要な方法論と計算プログラムを開発した。応用は基礎的な原子・分子に限られたが、正確であるだけでなく理解に繋げられる局所的波動関数を計算することができ、その成果は原子の量子状態と分子の化学結合の本質的な理解と発展に繋げられる意義がある。
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