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量子モンテカルロ法の発展・深化による陽電子吸着分子に対する同位体効果の理論的解析

研究課題

研究課題/領域番号 26410020
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
研究機関横浜市立大学

研究代表者

北 幸海  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 准教授 (40453047)

連携研究者 立川 仁典  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (00267410)
研究協力者 武田 湧  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科
藤岡 蔵  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科
中山 涼太  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科
浦川 海尋  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード陽電子 / 陽電子親和力 / H/D同位体効果 / 振動励起 / 量子モンテカルロ法
研究成果の概要

本研究では多原子分子への陽電子吸着に対するH/D同位体効果の発現機構を明らかにするため、量子モンテカルロ法に基づく高精度非調和振動状態理論の開発・実装を行い、シアン化水素分子およびホルムアルデヒド分子へ適用した。振動励起状態における陽電子親和力(PA, 分子の陽電子束縛エネルギー)を解析することで、シアン化水素では主に負の同位体シフト(D置換によるPAの減少)が、ホルムアルデヒド分子では正の同位体シフト(D置換によるPAの増大)が発現し、その起源は主に振動励起による永久双極子モーメントの変化に起因することが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of vibrational anharmonicity and inter-mode couplings on the binding energy of a positron to molecules2017

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita and Masanori Tachikawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: 791

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantum dynamics study on the binding of a positron to vibrationally excited states of hydrogen cyanide molecule2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Takayanagi, Kento Suzuki, Takahiko Yoshida, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 675 ページ: 118-123

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2017.03.025

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原子・分子の陽電子束縛機構と対消滅機構解明のための高精度第一原理計算2016

    • 著者名/発表者名
      立川仁典、北幸海、小山田隆行
    • 雑誌名

      陽電子科学

      巻: 7 ページ: 41-51

    • NAID

      40020940531

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study of a positron-attachment to vibrational excited states for non-polar carbon disulfide molecule2016

    • 著者名/発表者名
      Yu TAKEDA, Yukiumi KITA, and Masanori TACHIKAWA
    • 雑誌名

      European Physical Journal D

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Large-scale Parallel Computation for Vibrational State Analysis Based on Quantum Monte Carlo method2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Nakayama, Osamu Fujioka, Yukiumi Kita, and Masanori Tachikawa
    • 雑誌名

      TSUBAME e-Science Journal

      巻: 13 ページ: 7-12

    • NAID

      40020389125

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical prediction of the binding of a positron to a formaldehyde molecule using a first-principles calculation2014

    • 著者名/発表者名
      Yurika Yamada, Yukiumi Kita, and Masanori Tachikawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 89, 062711 号: 6 ページ: 5-5

    • DOI

      10.1103/physreva.89.062711

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多原子分子の陽電子親和力に対するH/D同位体効果の理論的解析2017

    • 著者名/発表者名
      浦川海尋、北幸海、立川仁典
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会 (2017)
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シアン化水素における陽電子親和力の H/D 同位体効果の理論的解明2016

    • 著者名/発表者名
      浦川海尋、北幸海、立川仁典
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会2016神戸
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] トリフルオロ酢酸の水素核磁気遮蔽定数に関する分子振動と温度の寄与を含めた理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊佳晶、北幸海、立川仁典
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会2016神戸
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical analysis for stable structures of atmospheric ion NO3-(HNO3)2 and its water cluster2016

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita, Atsuko Ueda, Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      Twenty-first International Workshop on Quantum Systems in Chemistry, Physics, and Biology
    • 発表場所
      Vancouver, BC, Canada
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 陽電子化合物の第一原理計算におけるモデルポテンシャルの実装2016

    • 著者名/発表者名
      武田湧,小山田隆行,北幸海,立川仁典
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] シアン化水素における陽電子親和力の H/D 同位体効果の理論的解明2015

    • 著者名/発表者名
      浦川海尋、北幸海、立川仁典
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会2015東京
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Anharmonic vibrational state analyses of polyatomic molecules with quantum Monte Carlo method2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kita, O. Fujioka, and M. Tachikawa
    • 学会等名
      Twentieth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry, Physics and Biology
    • 発表場所
      Varna, Bulgaria
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study of the effect of molecular vibrations on the positron binding to polyatomic molecules with multi-component molecular orbital and quantum Monte Carlo methods2015

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita, Yurika Yamada, Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      XXIX INTERNATIONAL CONFERENCE on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    • 発表場所
      Toledo, Spain
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study of the effect of molecular vibrations on the positron binding to polyatomic molecules with multi-component molecular orbital and quantum Monte Carlo methods2015

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita, Yurika Yamada, Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      XVIII International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2015-07-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シアン化水素における陽電子親和力の H/D 同位体効果の理論的解明2015

    • 著者名/発表者名
      浦川海尋、北幸海、立川仁典
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2015春季年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical study of the effect of molecular vibrations on the positron binding to polyatomic molecules with multi-component molecular orbital and quantum Monte Carlo methods2014

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      XIXth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry, Physics and Biology
    • 発表場所
      Tamsui, Taiwan
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of molecular vibrations on the binding of a positron to polyatomic molecules: theoretical study with multi-component molecular orbital and quantum Monte Carlo methods2014

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita
    • 学会等名
      Vibrational enhancement of positron affinities of polyatomic molecules: theoretical study with multi-component molecular orbital and quantum Monte Carlo methods
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-11-07 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical investigation of the effect of molecular vibrations on the binding of a positron to polyatomic molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      10th Congress of the World Association of Theoretical and Computational Chemists
    • 発表場所
      Santiago, Chile
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Vibrational enhancement of positron affinities of polyatomic molecules: theoretical study with multi-component molecular orbital and quantum Monte Carlo methods2014

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      9th Congress on Electronic Structure: Principles and Applications
    • 発表場所
      Badajoz, Spain
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of molecular vibrations on the binding of a positron to polyatomic molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Yukiumi Kita and Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      5th French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemist
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 横浜市立大学量子物理化学研究室

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~tachi/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 立川・北研ホームページ

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~tachi/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 量子物理化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~tachi/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Twentieth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry, Physics and Biology2015

    • 発表場所
      Varna, Bulgaria
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] XXIX INTERNATIONAL CONFERENCE on Photonic, Electronic and Atomic Collisions2015

    • 発表場所
      Toledo, Spain
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] XVIII International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics2015

    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2015-07-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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