| 研究領域 | 量子クラスターで読み解く物質の階層構造 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05155
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
立川 仁典 横浜市立大学, データサイエンス学部, 教授 (00267410)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 多成分系量子化学手法 / 量子モンテカルロ法 / 経路積分法 / 陽電子化合物 / ミューオニウム化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者が構築してきた多成分系量子化学計算手法を高度化させ、エキゾチック分子系の高精度計算のために、全自由度に対する量子化学的第一原理計算手法を構築する。具体的には、多成分系量子化学計算手法の高度化として、量子モンテカルロ法、ガウス展開法、経路積分法をそれぞれ高度化し、全自由度第一原理計算手法を構築する。それにより、エキゾチック分子系の大規模高精度計算として、水素化合物クラスター、陽電子化合物、ミューオニウム化合物に焦点を絞った計算を実現する。申請者の多成分系量子化学計算手法と領域内研究者との有機的な結びつきにより、当該領域の研究推進に貢献する。
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| 研究実績の概要 |
エキゾチック分子系の高精度計算を実現するために、本年度も多成分系量子化学計算手法を高度化させる。本年度は、特に以下の研究項目を実現し、当該領域「量子クラスターで読み解く物質の階層構造」の研究推進に貢献した。
【研究項目１】 多成分系量子化学計算手法の高度化として、量子モンテカルロ法および経路積分法のより効率的な並列プログラムを実装し、全自由度の量子化学シミュレーションの時間短縮をはかった。
【研究項目２】 エキゾチック分子系の、陽電子化合物の高精度計算を行った。特に今年度は、[H-;e+;H-]系を計算し、新たな陽電子・電子構造を見出すことができた。具体的には、多成分系CI(MC_CI)計算、多成分系変分モンテカルロ(MC_VMC)計算、多成分系拡散モンテカルロ(MC_DMC)計算を実施した。MC_CI法とMC_VMC法では各間距離が3.5~4.0Å付近で構造が最適化されたが、MC_DMC法では各間距離が0.76Åで最もエネルギーの低い構造がみつかった。これはMC_DMC法を用いることで、電子陽電子の複合体であるポジトロニウム構造を柔軟に表現することができたためと考えられる。また電子と陽電子だけでなく分子振動の励起状態(原子核の量子効果)も含めた計算も行った。次に、ミューオニウム化合物の経路積分計算も行った。さらには、肥山らの内部座標を用いたガウス展開法への拡張を、引き続き実施した。
以上の成果を、１５報の査読付き国際誌に報告した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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