非局所な電子運動エネルギー汎関数の開発と分子系への応用

• 研究課題/領域番号: 25K08570
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高橋 英明 東北大学, 理学研究科, 准教授 (10291436)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2027年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2026年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 密度汎関数理論 / エネルギー電子密度 / OF-DFT

研究開始時の研究の概要

現在、広く利用されているKS-DFT法の重要な特徴は、電子の運動エネルギーTを電子密度nではなく、系を構成する個々の電子の波動関数によって記述することにある。これにより計算精度は向上するが、波動関数の間の直交性を課す為に、計算コストは増大する。結果として、全体としての計算コストは電子数N に対して急激に増大する。このサイズ依存性がKS-DFT 法の実在系への応用の障害となっている。電子の運動エネルギーT に対する有効な汎関数T [n] の開発は、物性物理や理論化学における悲願である。本研究は、新規な密度汎関数理論に基づいて運動エネルギー汎関数Tを開発し、その分子系への応用を目指すものである。