大規模系のための水素の量子効果を含む第一原理量子化学法の開発と応用

• 研究課題/領域番号: 24550005
• 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: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 島崎 智実 独立行政法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 研究員 (40551544)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 水素量子効果 / 第一原理計算 / 凝集系 / DFT / 周期境界条件 / 量子化学 / 周期境界 / 核量子効果 / ab-initio / 密度汎関数理論 / 第一原理理論 / プログラム作成

研究成果の概要

本研究において弱い水素の量子効果を効率的に計算できる手法を開発した。水素の量子効果とBorn-Oppenheimer近似との差は、短距離の一電子ポテンシャルの形で表されることを見いだした。本研究では、弱い水素の量子効果を持つDFT法に特に注力して研究を行った。加えて、水素の量子効果がもたらす複雑な計算結果について、電子密度の点から解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Theoretical study of a screened Hartree–Fock exchange potential using position-dependent atomic dielectric constants (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki and T. Nakajima
  • 雑誌名: THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 巻: 142 号: 7 ページ: 074109-074109
  • DOI: 10.1063/1.4908061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density functional theory analysis of methanation reaction of CO2 on Ru nanoparticle supported on TiO2 (101) (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Akamaru, Tomomi Shimazaki, Momoji Kubo, Takayuki Abe
  • 雑誌名: Applied Catalysis A : General 巻: 470 ページ: 405-411
  • DOI: 10.1016/j.apcata.2013.11.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different behavior of Young’s modulus and fracture strength of CeO2: Density functional theory calculations (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Sakanoi, T. Shimazaki, J. Xu, Y. Higuchi, N. Ozawa, K. Sato, T. Hashida, M. Kubo
  • 雑誌名: THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 巻: 140 号: 12 ページ: 121102-121102
  • DOI: 10.1063/1.4869515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric-dependent screened Hartree–Fock exchange potential and Slater-formula with Coulomb-hole interaction for energy band structure calculations (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki and T. Nakajima
  • 雑誌名: THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 巻: 141 号: 11 ページ: 114109-114109
  • DOI: 10.1063/1.4895623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Range-Separation Density-Fitting Band Structure Calculation with Gaussian Auxiliary Function (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Shimazaki, Taichi Kosugi, and Takahito Nakajima
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 号: 5 ページ: 54702-54702
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.054702
  • NAID: 40020060281
  • 査読あり
• [学会発表] Theoretical study on dielectric-dependent screened Hartree-Fock and Slater potentials with Coulomb-hole interaction (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki and T. Nakajima
  • 学会等名: Vietnam Malaysia International Chemical Congress
  • 発表場所: Hanoi, Vietnam
  • 年月日: 2014-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Development of range-separation density-fitting approach for band structure calculations based on Gaussian basis set (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki and T. Nakajima
  • 学会等名: 18th Malaysian International Chemical Congress
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2014-11-03
  • 招待講演
• [学会発表] Development of ab-initio calculation method under periodic boundary conditions for material quantum chemistry (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki, T. Kosugi, and T. Nakajima
  • 学会等名: Anuual Meeting of Japan Society for Molecular Science (2013)
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Development of first-principles calculation method under periodic boundary condition for material quantum chemistry (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki, Taichi Kosugi, and T. Nakajima
  • 学会等名: 5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
  • 発表場所: Nara
  • 招待講演
• [学会発表] 理論化学と京コンピュータ (2013)
  • 著者名/発表者名: 島崎智実
  • 学会等名: 第9回創成シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 招待講演
• [学会発表] Ab-initio band structure calculation with screened Hartree-Fock (HF) exchange potential
  • 著者名/発表者名: Tomomi Shimazaki
  • 学会等名: Cambodian Malaysian Chemical Conference
  • 発表場所: Siem Reap, Cambodia
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of screened Hartree-Fock (HF) exchange term on first-principle band structure calculations with periodic boundary conditions
  • 著者名/発表者名: Tomomi Shimazaki
  • 学会等名: 17th Malaysian Chemical Congress
  • 発表場所: KUALAL LUMPUR, Malaysia
  • 招待講演