| 研究領域 | 配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製 |
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| 研究課題/領域番号 |
22108515
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
北河 康隆 大阪大学, 理学研究科, 助教 (60362612)
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| 研究期間 (年度) |
2010 – 2011
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| 研究課題ステータス |
完了 (2011年度)
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| 配分額 *注記 |
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 量子化学 / 第一原理計算 / 磁性 / 多核遷移金属錯体 / スピン射影(AP)エネルギー微分法 / 光物性 / 電気伝導性 / 電子状態理論 / DNA-metal錯体 |
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| 研究概要 |
本年度は、(1)多核錯体の磁性パラメータ(J)値の第一原理計算、(2)一次元多核錯体の電気伝導度計算、(3)π共役配位子を有する多核錯体の光吸収スペクトルの第一原理計算、(4)巨大ビラジカル分子の構造最適化のための二階層QM/QM法の開発、を行った。まず(1)の、J値の定量的計算に関しては、大塩グループによって合成されたFe_2Co_24核錯体に関して、金属イオン間に働くJ値を量子化学計算により求めた。本研究は大塩グループとの共同研究にて遂行された。続いて(2)では、PengらによるNi一次元錯体に着目し、電気伝導計算を行った。計算結果は実験と良く一致し、また、伝導性に寄与する軌道を明らかにする事に成功した。これらの結果は招待講演などで発表した。(3)では(1)で計算したFe_2Co_24核錯体の光吸収による電荷移動(IVCT)のメカニズムを時間依存密度汎関数(TD-DFT)計算により検討した。励起スペクトルを計算し、遷移に関与する分子軌道の解析を行った結果、電荷移動に関与する軌道を明らかにする事に成功した。加えて、棚瀬グループにより合成されたPd8核錯体における電子状態および光吸収スペクトルをDFTおよびTD-DFT計算により解析した。本錯体は、σ軌道が分子内に大きく非局在している事から、ナノワイヤの有力な候補となることが考えられる。また、光吸収にともなう遷移に関与する軌道を明らかにした。本研究は棚瀬グループとの共同研究である。最後に(4)では、巨大配位子を有する二核錯体などの、巨大ビラジカル分子の構造最適化を精度よく行うために、本研究グループで開発したAP法とスピン制限法をONIOM法に基づいて融合するAP/R法を提案した。得られた結果は、全体をAP法で最適化した座標とほぼ一致しながら、計算機コストを大幅に削減させる事に成功した。
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