• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実施状況報告書

原子・分子の共鳴状態および光イオン化過程の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05668
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

藪下 聡  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50210315)

研究分担者 岩田 末廣  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 訪問教授 (20087505)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード複素基底関数法 / 光イオン化断面積 / 非同次シュレディンガー方程式 / 複素スレーター型基底関数 / 複素ガウス型基底関数 / 自由完員関数法 / ビス(シクロオクタテトラエン)ランタノイド錯体 / 局所射影分子軌道摂動論
研究実績の概要

1. 複素基底関数法における振動数依存分極率を用いた光イオン化断面積の変分計算において、その基底関数を最適化する意味は、遷移モーメントを非同次項とする、非同次シュレーディンガー方程式を、複素対称ヒレラース型汎関数を用いて変分的に解くことであると明確にした。さらにこの概念を用い、正則・非正則クーロン関数の複素スレーター型軌道(cSTO)の組による変分的展開法、および外向波クーロン関数の複素ガウス型軌道(cGTO)の組による最小二乗展開法という、二つの方法を新規に考案し、これら基底関数の組が、微分断面積を高精度に与えることを、水素様原子や簡単なモデル計算によって示した。
2.複素基底関数法と自由完員関数法を組み合わせ、共鳴状態を特徴づける複素エネルギーを直接計算する手法を考案し、二つのモデルポテンシャルで正確な解に収束する結果を得た。また水素分子の2電子励起状態について高精度な値を得た。
3.ビス(シクロオクタテトラエン)ランタノイド錯体の負イオン光電子スペクトルに観測された、顕著なランタノイド依存性を、Dyson振幅の計算など様々な理論手法を用いて解析し、中性錯体は特殊な4f-配位子間相互作用を持つことを明らかにした。(以上 藪下)

4.(岩田)分子間相互作用理論、局所射影分子軌道摂動論を構築し、並列計算プログラムを開発した。他の量子化学汎用プログラムとのインターフェースを作成し、共同研究によって、多種の分子間相互作用系に応用することを可能にした。多数の分子からなる相互作用系で見られる強い非加成性の解析方法を開発し、水素結合系に適用した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度の研究成果により、原子・分子ともに複素数の電子連続状態波動関数を、通常の量子化学計算で使用する基底関数展開法によって表現出来るようになった。この成果によって従来のモーメント法や複素基底関数法では不可能といわれた光イオン化断面積の角度分布が評価可能になった。複素基底関数法の適用により、通常の量子化学計算で用いる実数GTO基底関数に数個の複素数GTO(cGTO)を追加するだけで、光イオン化微分断面積まで計算できることが可能になり、今後の応用研究への足がかりを築くことが出来たと考えている。また、非エルミートな固有値問題を解く複素基底関数法についても、自由完員関数法の有用性が確認できた。この結果は今後の計算手法を考察する上で重要なヒントになる。
(以上 藪下)

局所射影分子軌道法プログラムと他の汎用のプログラムとの連携を強め、研究対象を拡げることが出来るようになった。(岩田)

今後の研究の推進方策

光イオン化微分断面積あるいは角度依存性の評価には、漸近領域における境界条件を規定した連続終状態波動関数を準備した上で、始状態波動関数との遷移モーメントの評価が必要である。現段階では、分子の光イオン化問題を、(i) 単純な水素様原子の光イオン化問題、および(ii) 標的分子と水素様原子の差ポテンシャルが引き起こす散乱問題に二分割し、それぞれの振幅を複素基底関数法で評価し、いわゆる2ポテンシャル表式にしたがって全体の遷移モーメントを計算する方法を取っているが、他の分割方法の可能性や、計算可能な多電子波動関数(CI、RPA、MCRPA、TDDFTなど)を増やしていく。(藪下)


開殻系の理論と計算プログラムを開発し、励起状態(低い)やイオン状態における分子間相互作用を研究可能にする。(岩田)

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Optimization of complex Slater-type functions with analytic derivative methods for describing photoionization differential cross sections2017

    • 著者名/発表者名
      Rei Matsuzaki and Satoshi Yabushita
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry

      巻: 38 ページ: 910-925

    • DOI

      10.1002/jcc.24766

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Anion Photoelectron Spectra of Ln(COT)2-; Including the Spin-Orbit Effects2017

    • 著者名/発表者名
      Erika Nakajo and Satoshi Yabushita
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 677 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2017.04.049

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Photoelectron Spectra of Ln(COT)2-: Lanthanide Dependence of the Metal-Ligand Interaction2016

    • 著者名/発表者名
      Erika Nakajo, Tomohide Masuda, and Satoshi Yabushita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry, A

      巻: 120 ページ: 9529-9544

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b10930

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electronic origin of the dependence of hydrogen bond strengths on nearest-neighbor and next-nearest-neighbor-hydrogen bonds in polyhedral water clusters, (H2O)n, n=8, 20 and 24.2016

    • 著者名/発表者名
      Suehiro Iwata, Dai Akase, Misako Aida, Sotiris Xantheas
    • 雑誌名

      PCCP

      巻: 18 ページ: 19746-19756

    • DOI

      10.1039/c6cp02487d

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] I2分子の低励起状態への遷移双極子モーメントと吸収スペクトルの理論計算2017

    • 著者名/発表者名
      井上 知大、藪下 聡
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] ICN分子のAバンド光解離生成物CNの回転微細構造準位F1/F2の非統計的分布に関する理論的研究2017

    • 著者名/発表者名
      鹿志村 達彦、池崎 智哉、太田悠介、藪下聡
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Quantum Interference Effects in Simple Photodissociation Reactions2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yabushita1, Matsuoka Takahide1, and Tatsuhiko Kashimura1
    • 学会等名
      Stereodynamics 2016
    • 発表場所
      Taipei, (Taiwan)
    • 年月日
      2016-11-06 – 2016-11-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Ln(COT)2の負イオン光電子スペクトルに関する理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      中條恵理華,増田友秀,藪下聡
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] 複素GTO基底関数を用いた光イオン化微分断面積の計算手法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      松崎黎、藪下聡
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] 複素基底関数法と自由完員関数法を用いた水素分子自動イオン化状態の共鳴位置と幅の理論計算2016

    • 著者名/発表者名
      伊東 容,渡邊輝比古, 藪下 聡
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] OH基の振動に伴う酸とアルコールの分子内電荷分布の変化2016

    • 著者名/発表者名
      保坂遼、藪下聡
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] 水クラスター(H2O)8と(H2O)12中の水素結合ネットワーク: 隣の隣の水分子からの影響2016

    • 著者名/発表者名
      赤瀬大、相田美砂子、大野公一、岩田末廣
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] ハロゲン化物イオン-水クラスター中の水-水間水素結合の強さに対する負イオンの影響2016

    • 著者名/発表者名
      石橋千晶、 岩田末廣、 松澤秀則
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] LPMO PT によるFused cube 水12 量体の解析: 電荷移動項と水素結合ネットワークの相関2016

    • 著者名/発表者名
      赤瀬大、相田美砂子、岩田末廣
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] Non-statistical F1/F2 rotational distribution of the CN fragments derived from the A-band photodissociation of ICN2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kashimura, T. Ikezaki, Y. Ohta, S. Yabushita
    • 学会等名
      32nd symposium on chemical kinetics and dynamics
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ(埼玉県・さいたま市)
    • 年月日
      2016-06-01 – 2016-06-03
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi