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水素結合分子集団の量子振動状態に関する新規高精度シミュレーション手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23550011
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関金沢大学

研究代表者

三浦 伸一  金沢大学, 理工研究域数物科学系, 教授 (10282865)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード経路積分法 / 変分経路積分法 / 量子モンテカルロ法 / 分子動力学法 / ハイブリットモンテカルロ法 / 量子クラスター / 水 / 経路積分 / 変分経路積分 / 量子モンテカルロ / 水素分子クラスター / パラ水素
研究成果の概要

水分子系を念頭におき、水素結合分子集団の量子状態の計算を厳密に実行するシミュレーション手法の開発を行った。このシミュレーション手法は変分経路積分法にその基礎をおき、本研究では運動方程式を用いて計算を実行する分子動力学法およびハイブリットモンテカルロ法の開発を行った。またシミュレーションパラメータの探索に有用と考えられる、調和振動子系に対する解析解の導出もあわせて行った。本手法は、水素分子クラスターおよび水1分子の系に対して適用され、その有効性が明らかになった。このことにより本シミュレーション手法は水素結合分子集団に対する大いに有望な量子シミュレーション手法であることが示された。

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (41件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Efficient algorithms for semiclassical instanton calculations based on discretized path integrals2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 141 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4885437

    • NAID

      120006334920

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Variational path integral molecular dynamics study of a water molecule2013

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 454 ページ: 012023-012023

    • DOI

      10.1088/1742-6596/454/1/012023

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An efficient computational method for the implementation of a semi-classical instanton approach using discretized path integrals2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 454 ページ: 012030-012030

    • DOI

      10.1088/1742-6596/454/1/012030

    • NAID

      120005349159

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Fluctuation of a Protonated Water Cluster2013

    • 著者名/発表者名
      Cometta S. Guritno and Shinichi Miura
    • 雑誌名

      Recent Dev. Comput. Sci.

      巻: 4 ページ: 17-22

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A variational path integral molecular dynamics method applied to molecular vibrational fluctuations2012

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 雑誌名

      Mol. Simu.

      巻: 38 号: 5 ページ: 378-383

    • DOI

      10.1080/08927022.2010.543971

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles study of spontaneous polarization and water dipole moment in ferroelectric ice XI2012

    • 著者名/発表者名
      F. Ishii, K. Terada, and S. Miura
    • 雑誌名

      Mol. Simu.

      巻: 38 号: 5 ページ: 369-372

    • DOI

      10.1080/08927022.2010.536547

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variational path integral molecular dynamics study of small para-hydrogen clusters2012

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 雑誌名

      Progress in Theoretical Chemistry and Physics

      巻: 26 ページ: 427-447

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics and hybrid Monte Carlo algorithms for the variational path integral with a fourth order propagator2012

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 雑誌名

      The ACS Symposium Series, Advances in Quantum Monte Carlo

      巻: 1094 ページ: 177-186

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A particle-based method for generating exact quantum many-body states2011

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 雑誌名

      GAKUTO International Series --- Mathematical Sciences and Applications

      巻: 34 ページ: 129-138

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D-RISM/MD ハイブリッドシミュレーション法によるシニョリン分子の構造ゆらぎの解析2014

    • 著者名/発表者名
      刑部進之介,三浦伸一
    • 学会等名
      第28回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      仙台市民会館
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高次近似のプロパゲータを用いた変分経路積分分子動力学法による水分子の研究2014

    • 著者名/発表者名
      上林勇貴,三浦伸一
    • 学会等名
      第28回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      仙台市民会館
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3D-RISM/MD ハイブリッドシミュレーション法を用いた シニョリン分子の構造ゆらぎの解析2014

    • 著者名/発表者名
      刑部進之助,三浦伸一
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高次近似の密度行列を用いた変分経路積分分子動力学法による水分子の研究2014

    • 著者名/発表者名
      上林勇貴,三浦伸一
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ab initio 虚時間離散化経路積分インスタントン法を用いたアンモニア 同位体の傘反転ゼロ点振動におけるトンネル分裂の定量的再現2014

    • 著者名/発表者名
      河津励, 三浦伸一
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大ES総合館
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ISOTOPE EFFCETS OF TUNNELING SPLITTING BETWEEN MOLECULAR CONFIGURATIONS2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 学会等名
      Nagoya Symposium on Depletion Forces: Celebrating the 60th Anniversary of the Asakura-Oosawa Theory
    • 発表場所
      Nagoya
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermal and Quantum Structural Fluctuation of Small Protonated Water Clusters: A Path Integral Molecular Dynamics Study2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumita and S. Miura
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Tunnel Process Calculation for Molecular Systems using ab initio Path-integral Instanton Method2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A 3-D RISM/MD Study of a Small Hydrated Protein Molecule2013

    • 著者名/発表者名
      S. Gyoubu and S. Miura
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Variational path integral molecular dynamics with applications to molecular systems2013

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A 3D-RISM integral equation study of hydrated peptides2013

    • 著者名/発表者名
      H. Iwasaki and S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of the structural transition of a chignolin molecule using the 3D-RISM/MD hybrid simulation method2013

    • 著者名/発表者名
      S. Gyoubu and S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A variational path integral molecular dynamics study of molecules using a fourth order propagator2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamibayashi and S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子論的分子プロセスに向けた経路積分法と電子状態計算の結合手法・計算プログラムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一
    • 学会等名
      計算分子科学拠点第4回研究会
    • 発表場所
      Okazaki
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変分経路積分分子動力学法と電子状態計算の結合2013

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一, 河津励
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理経路積分インスタントン法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      河津励, 三浦伸一
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D-RISM/MD ハイブリッドシミュレーション法を用いたシニョリン分子の構造転移の解析2013

    • 著者名/発表者名
      刑部進之助, 三浦伸一
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理経路積分インスタントン法の開発とプロトン移動過程への応用2013

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一
    • 学会等名
      第4回CMSI研究会
    • 発表場所
      柏
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the ab initio instanton method for tunneling processes in molecular systems2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 学会等名
      International Symposium on Computational Science 2013
    • 発表場所
      Kakuma Campus, Kanazawa Univ., Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理インスタントン法の開発と応用2013

    • 著者名/発表者名
      河津励,三浦伸一
    • 学会等名
      「グランドチャレンジ・アプリケーションの研究開発」公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大山上会館,東京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of variational path integral molecular dynamics method with applications to molecular systems2012

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics 2012
    • 発表場所
      Nichii Gakkan, Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] A tunnel pathway analysis using the semi-classical instanton approach2012

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics 2012
    • 発表場所
      Nichii Gakkan, Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 半古典論を用いたトンネル分裂の計算手法について2012

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大本郷キャンパス,東京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法を用いた水素ハイドレートの研究2012

    • 著者名/発表者名
      東真史,三浦伸一
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大本郷キャンパス,東京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子系の量子トンネル経路に関する半古典論に基づく計算手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      河津励, 三浦伸一
    • 学会等名
      第35回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大西早稲田キャンパス,東京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理変分経路積分分子動力学法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一,河津励
    • 学会等名
      第25回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      九州大西新プラザ,福岡県
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 半古典的インスタントン法によるトンネル経路解析2012

    • 著者名/発表者名
      河津励,三浦伸一
    • 学会等名
      第25回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      九州大西新プラザ,福岡県
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 経路積分分子動力学法を用いた水素ハイドレートの理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      東真史,三浦伸一
    • 学会等名
      第25回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      九州大西新プラザ,福岡県
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 変分経路積分分子動力学法の開発と分子系への応用2012

    • 著者名/発表者名
      住田由加里, 三浦伸一
    • 学会等名
      次世代ナノ統合シミュレーションソフトウエアの研究開発 公開シンポジウム
    • 発表場所
      ニチイ学館、兵庫県
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理経路積分分子動力学法プログラムの開発と水素結合系への応用2012

    • 著者名/発表者名
      石井史之, 三浦伸一
    • 学会等名
      次世代ナノ統合シミュレーションソフトウエアの研究開発 公開シンポジウム
    • 発表場所
      ニチイ学館、兵庫県
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural fluctuations in para-hydrogen clusters studied by the variational path integral molecular dynamics method2011

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 学会等名
      8th Liquid Matter Conference
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] A molecular dynamics study of protonated water clusters,2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumita and S. Miura
    • 学会等名
      8th Liquid Matter Conference
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Variational path integral molecular dynamics method applied to molecular systems2011

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 学会等名
      XVIth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry and Physics (QSCP-XVI)(招待講演)
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 変分経路積分分子動力学法を用いた量子クラスターの構造に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] プロトン化した水クラスターの理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      住田由加里, 三浦伸一
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素ハイドレートの分子動力学シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      東真史, 三浦伸一
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 経路積分分子動力学法を用いたプロトン化した水クラスターの構造ゆらぎに関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      住田由加里, 三浦伸一
    • 学会等名
      第34回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES総合館ESホール、愛知県
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法を用いた水素ハイドレートの理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      東真史, 三浦伸一
    • 学会等名
      第34回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES総合館ESホール、愛知県
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 変分経路積分分子動力学法の分子系への適用2011

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一
    • 学会等名
      第25回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      東京工業大学デジタル多目的ホール・メディアホール、東京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] プロトン化した水クラスターの構造とゆらぎ2011

    • 著者名/発表者名
      住田由加里, 三浦伸一
    • 学会等名
      第25回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      東京工業大学デジタル多目的ホール・メディアホール、東京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素ハイドレートの構造とゆらぎに関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      東真史, 三浦伸一
    • 学会等名
      第25回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      東京工業大学デジタル多目的ホール・メディアホール、東京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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