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本研究課題の目的は、擬ポテンシャルを用いた時間依存密度汎関数法による第一原理的な応答関数の計算法を多様なクラスター系に適用し、方法の精度と汎用性(予言力)を確立することであった。さらに線形応答を越えて、原子・イオンと原子・クラスター・表面等との衝突問題に対して、時間依存密度汎関数法の応用の可能性を探ることであった。本研究の遂行により以下の成果をあげることができた。
(1) 多様な分子・クラスター系の光応答の非経験的計算法の確立と、その応用。対象となった系は、有機分子、フラーレン、遷移金属クラスターに及ぶ。また、光吸収のみならず、掌性分子の光学活性への有効性も明らかにすることができた。
(2) 原子・多価イオン衝突での多電子移行過程の非経験的記述への応用。原子と多価イオンの衝突過程で起こる多電子移行過程に対して、時間依存密度汎関数法による記述を試み、その有効性を示すことができた。さらに今後、生成された高励起イオンの構造の分析や、イオンと表面との相互作用など、多様な新しい課題も生じた。
(3) 分子・クラスター系の非線型応答を分析する方法の確立。擬ポテンシャル時間依存密度汎関数法を用いて、分子・クラスター系の非線型応答を調べる方法論を確立した。
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