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大規模強相関系のブラックボックス量子化学理論の確立と応用

研究課題

研究課題/領域番号 25810011
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物理化学
研究機関北海道大学

研究代表者

小林 正人  北海道大学, 理学研究院, 助教 (40514469)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード理論化学 / 量子化学 / 静的電子相関 / Hartree-Fock-Bogoliubov法 / 分割統治法 / 大規模系計算 / ビラジカル / 有限温度MP2法 / 有限温度MP2 / エネルギー勾配法 / 分子構造最適化
研究成果の概要

本研究では,大規模系計算理論である分割統治(DC)法と電子対波動関数(ジェミナル)に基づく強相関系計算法のHartree-Fock-Bogoliubov (HFB)法を用いることにより,ブラックボックス,すなわち手法の名前だけで計算が可能な大規模系および強相関電子系の計算手法を開発した.具体的には,エネルギー誤差を一定以内に抑えることができるアダプティブなDC法の開発,HFB法に基づくエネルギー勾配法の開発,DC法とHFB法を融合したDC-HFB法の開発を行った.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] SbおよびTe化合物のリガンド交換・リガンドカップリング反応メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      小林正人, 黒田悠介, 秋葉欣哉, 武次徹也
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 14 号: 6 ページ: 199-200

    • DOI

      10.2477/jccj.2015-0058

    • NAID

      130005122726

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coordination Phenomena of Alkali Metal, Alkaline Earth Metal, and Indium Ions with the 1,3,6-Naphthalenetrisulfonate Ion in Protic and Aprotic Solvents2016

    • 著者名/発表者名
      X. Chen, M. Hojo, Z. Chen, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Mol. Liq.

      巻: 214 ページ: 369-377

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2015.11.040

    • NAID

      120006382273

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin-orbit coupling effects on low-lying electronic states of PtCN/PtNC and PdCN/PdNC2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono, Y. Kondo, M. Kobayashi, T. Taketsugu
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 号: 4 ページ: 478-480

    • DOI

      10.1246/cl.151210

    • NAID

      130005143999

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seven-Coordinate Luminophores: Brilliant Luminescence of Lanthanide Complexes with C3v Geometrical Structures2015

    • 著者名/発表者名
      K. Yanagisawa, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, T. Seki, T. Akama, M. Kobayashi, T. Taketsugu, H. Ito, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2015 号: 28 ページ: 4769-4774

    • DOI

      10.1002/ejic.201500820

    • NAID

      120005906890

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second-Order Moller-Plesset Perturbation (MP2) Theory at Finite Temperature: Relation with Surjan's Density Matrix MP2 and Its Application to Linear-Scaling Divide-and-Conquer Method2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Taketsugu
    • 雑誌名

      Theor. Chem. Acc.

      巻: 134 号: 9 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1007/s00214-015-1710-y

    • NAID

      120005828498

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Ligand Coupling Reaction of Hypervalent Pentacoordinate Antimony Compounds2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, Y. Kuroda, K.-y. Akiba, T. Taketsugu
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 88 号: 11 ページ: 1584-1590

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150231

    • NAID

      130005108568

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Specific Coordination Phenomena of Alkaline Earth Metal Ions with Aromatic Sulfonate Ions in Alcohols and Binary Solvents of Acetonitrile-Alcohols2014

    • 著者名/発表者名
      X. Chen, K. Ayabe, M. Hojo, Z. Chen, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Mol. Liq.

      巻: 199 ページ: 445-453

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2014.08.005

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gradient of Molecular Hartree-Fock-Bogoliubov Energy with a Linear Combination of Atomic Orbital Quasiparticle Wave Functions2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 140 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4866796

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel approach to excited-state calculations of large molecules based on divide-and-conquer method : Application to photoactive yellow protein2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yoshikawa, Masato Kobayashi, Atsuhiko Fujii, and Hiromi Nakai
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 117 号: 18 ページ: 5565-5573

    • DOI

      10.1021/jp401819d

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] On the finite temperature MP2 and density matrix MP22016

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 学会等名
      2016 EMN Meeting on Computation and Theory
    • 発表場所
      ラスベガス(米国)
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fragmentation-based approach to static electron correlation: Divide-and-conquer Hartree-Fock-Bogoliubov method2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Taketsugu
    • 学会等名
      The Ninth Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics
    • 発表場所
      グランドフォークス(米国)
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 階層型バッファ領域を用いた分割統治(DC)法における誤差の自動制御2016

    • 著者名/発表者名
      藤森俊和, 小林正人, 武次徹也
    • 学会等名
      第19回理論化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大規模系の量子化学計算と高次元データ抽出2016

    • 著者名/発表者名
      小林正人
    • 学会等名
      分子技術イニシアティブセミナー「分子技術と理論計算・データ科学」
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MP2 theory at finite temperature: Relation with density matrix MP2 and its application to divide-and-conquer method2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Taketsugu
    • 学会等名
      The Seventh Asia-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry
    • 発表場所
      高雄(台湾)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分割統治(DC)法による大規模近似量子化学計算: 誤差の制御手法開発2016

    • 著者名/発表者名
      藤森俊和, 小林正人, 武次徹也
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2016年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of a massive parallel code for quantum chemical molecular dynamics simulations: DC-DFTB-K program2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, H. Nishizawa, M. Kobayashi, S. Irle, H. Nakai
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ホノルル(米国)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward large-scale quantum chemical calculations with static and dynamical electron correlations2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Taketsugu
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ホノルル(米国)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Divide-and-Conquer Method for Large-Scale Quantum Chemical Calculations2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 学会等名
      11th Nanjing University - Hokkaido University - NIMS/MANA Joint Symposium
    • 発表場所
      南京(中国)
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of linear-scaling divide-and-conquer DFTB method: Massively parallel DC-DFTB calculations on the K computer2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, H. Nishizawa, M. Kobayashi, S. Irle, H. Nakai
    • 学会等名
      Development of next generation accurate approximate DFTB methods
    • 発表場所
      ベルリン(ドイツ)
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジェミナル理論およびHFB法を用いたビラジカル性分子の非線形光学応答計算2015

    • 著者名/発表者名
      小林正人, 福田幸太郎, 中野雅由, 武次徹也
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Finite-temperature MP2 and density-matrix Laplace MP2: The relation between them and their application to the divide-and-conquer method2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Taketsugu
    • 学会等名
      ICQC 2015 Satellite Symposium “Novel Computational Methods for Quantitative Electronic Structure Calculations”
    • 発表場所
      理化学研究所計算科学研究機構(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent advances in divide-and-conquer density-functional tight-binding molecular dynamics simulations2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, H. Nishizawa, M. Kobayashi, S. Irle, H. Nakai
    • 学会等名
      ICQC 2015 Satellite Symposium “Novel Computational Methods for Quantitative Electronic Structure Calculations”
    • 発表場所
      理化学研究所計算科学研究機構(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-06-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有限温度MP2法と密度行列Laplace MP2法: 関連性と分割統治(DC)計算への適用2015

    • 著者名/発表者名
      小林正人, 武次徹也
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 有限温度MP2法と密度行列Laplace MP2法: 関連性と分割統治(DC)計算への適用2015

    • 著者名/発表者名
      小林正人, 武次徹也
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学, 豊中市
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallel implementation of divide-and-conquer quantum chemistry2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 学会等名
      4th International Workshop on Massively Parallel Programming Now in Quantum Chemistry and Physics
    • 発表場所
      東京大学, 文京区
    • 年月日
      2014-11-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Geometry optimizations by the molecular Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB) method2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, T. Taketsugu
    • 学会等名
      The 19th International Workshop on Quantum Systems in Chemistry, Physics, and Biology (QSCP-XIX)
    • 発表場所
      フーロンホテル淡水, 台湾
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] HFB法により静的電子相関を考慮した分子構造最適化計算2014

    • 著者名/発表者名
      小林正人, 武次徹也
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学, 東広島市
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Static Electron Correlations Described via Two-Electron Wave Functions2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2014
    • 発表場所
      松島国際会議場, 韓国
    • 年月日
      2014-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分割統治(DC)法におけるエネルギー誤差の摂動的算定: DC計算のオートメーションに向けて2014

    • 著者名/発表者名
      小林正人, 武次徹也
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学, 名古屋市
    • 年月日
      2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Hartree-Fock-Bogoliubov法を用いた量子化学計算の検討2013

    • 著者名/発表者名
      小林正人
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡あいれふ,福岡県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Hartree-Fock-Bogoliubov法による分子の電子状態計算とエネルギー勾配法2013

    • 著者名/発表者名
      小林正人
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2013春季年会
    • 発表場所
      東京工業大学,目黒区
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of efficient quantum chemical calculation methods for nano material research2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2013
    • 発表場所
      ラマダプラザ済州ホテル,韓国
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Geminal-based wavefunction theory and its perturbative improvement2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, M. Tarumi, and H. Nakai
    • 学会等名
      8th Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP-VIII)
    • 発表場所
      ブダペストコングレスセンター,ハンガリー
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ペア行列を用いた平均場電子状態計算による静的電子相関の取り扱い2013

    • 著者名/発表者名
      小林正人
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ,京都府
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Divide-and-conquer method for linear-scaling electronic structure calculations2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 学会等名
      5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター,奈良県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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