高精度電子状態理論の開発と励起状態化学への展開

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18066007
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)
• 研究代表者: 江原 正博 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 計算科学研究センター, 教授 (80260149)
• キーワード: 電子状態理論 / 光機能性材料 / 有機EL素子 / 生体化学センサー / 内殻電子過程 / 理論精密分光 / 表面触媒反応 / 表面光化学

研究概要

本課題では、多電子過程や内殻電子過程などの様々な性質の励起状態や結合解離を高精度で記述することのできる新しい電子相関理論を開発し、様々な光電子過程に応用することを目的として研究を行った。21年度は主に下記の研究を行った。
1. 紫外線遮蔽の光化学:紫外線B領域を吸収するメトキシシナメートの光化学について研究した。様々な置換体について実験の吸収スペクトルを精度よく再現することに成功し、その電子構造からパラ置換体が有用であることを理論的に示した。さらに励起状態の局所安定構造からの発光や励起緩和の反応経路を検討することによって、パラ置換体が励起緩和においても有効であることを示した。
2. カルボシランの特徴的な光物性:長鎖のシリコン化合物はサーモクロミックな性質を示し、その光物性は興味深い。テトラシラン、ヘキサシラン、オクタシラン、デカシランのσ共役による特徴的な光物性について研究を行い、鎖状カルボシラン化合物の光物性とコンフォメーションの相関を明らかにした。
3. ヘテロ原子を含むキレート共役分子の電子構造と光学的性質:ヘテロ原子を含むキレート共役分子であるピリジン、ベンゾザゾール、ベンゾチアゾール誘導体は工業的に重要な化合物である。本研究では、13種類のピリジン、ベンゾザゾール、ベンゾチアゾール誘導体の電子構造と光学的性質を明らかにした。SAC-CI法は、実験スペクトルが報告されている6つの分子について吸収エネルギーは0.3eV,発光エネルギーについては0.1eVの誤差で再現した。

研究成果

• [雑誌論文] Valence Ionized States of Iron Pentacarbonyl and Ita5-Cyclopentadienyl Cobalt Dicarbonyl Studied by the SAC-CI Calculation and Collision-Energy Resolved Penning Ionization Electron Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Fukuda, M.Ehara, H.Nakatsuji, N.Kishimoto, K.Ohno
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 132 ページ: 084302-1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibrational Spectra and Geometry Relaxation in Core-Electronic Processes (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara, K.Ueda
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Effect of Vibrational Motion on the Dynamics of Shape Resonant Photoionization of BF3 Laading to the E2A1' State of BF3+ (2010)
  • 著者名/発表者名: R.R.Lucchese, R.Montuoro, K.Kotsis, M.Tashiro, M.Ehara, J.D.Bozek, A.Das, E.D.Poliakoff
  • 雑誌名: Mol.Phys. (in press.)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio Study of the Excited Singlet States of All trans a,w-Diphyenylpolyenes with One to Seven Polyene Double Bonds : Simulation of the Spectral Data within Franck-Condon Appmximation (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Mizukami, Y.Kurashige, M.Ehara, T.Yanai, T.Itoh
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 131 ページ: 174313-1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absorption and Emission Spectra of WB Blocking Methoxy Substituted Cinnamates Investigated by the SAC-CI Method (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Promkatkaew, S.Suramitr, T.K.Karpkird, S.Namuangruk, M.Ehaza, S.Hannongbua
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 131 ページ: 224306-1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Spectroscopy of Inner-shell Electronic Processes and Photochemistry of Fluorescent Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara, H.Nakatsuji
  • 雑誌名: Progress in Theoretical Chemistry and Physics 20, Advances in the Theory of Atomic and Molecular Systems : Dynamics, Spectroscopy, Clusters, and Nanostructiures 20 ページ: 103-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Resolution X-ray Photoelectron Spectroscopy on Nitrogen Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, R.Puttner, N.A.Cherepkov, F.Gel'mukhanov, M.Ehara
  • 雑誌名: Eur.Phys.J.(special topics) 169 ページ: 95-107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible Reaction Pathway in Methanol Dehydrogenation on Pt and Ag Surfacea/Clusters Starting from OH Scission : Dipped Adcluster Model Study (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Watanabe, M.Ehara, K.Kuramoto, H.Nakatsuji
  • 雑誌名: Surf.Sci. 603 ページ: 641-646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure and Optical Properties of Chelating Hetero-Atomic Conjugated Molecules : ASAC-CI Study (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Lu, M.Ehara
  • 雑誌名: Theor.Chem.Acc. 129 ページ: 174506-1-8
  • 査読あり
• [学会発表] Photochemistry of Functional Conjugated Molecules Studied by the SAC-CI Method (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara
  • 学会等名: Pure and Applied Chemistry International Conference 2010
  • 発表場所: Ubon Ratchathani, Thailand
  • 年月日: 20100121-20100123
• [学会発表] Theoretical Fine Spectroscopy and Photo-physical Chemistry (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara
  • 学会等名: International Symposium on "MolecularTheory for Real Systems"
  • 発表場所: 京都大学福井謙一記念研究センター(京都)
  • 年月日: 20100107-20100109
• [学会発表] Theoretical Fine Spectroscopy for Valence to Core-electronChemsitry and Dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara
  • 学会等名: The 4th Asian Pacific Conference of Theoretical & Computational Chemistry
  • 発表場所: Port Dickson, Malaysia
  • 年月日: 20091221-20091223
• [学会発表] Electronic Structure and Optical Properties of Conjugated Molecules : SAC-CI Study (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara
  • 学会等名: International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
  • 発表場所: Rhodes, Greece
  • 年月日: 20090929-20091004
• [学会発表] High-precision Theoretical Spectroscopy for Biological Chemosensor, Organic Hght Emitting Diodes, and Innershen Electronic Processes (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara
  • 学会等名: The 14th International Workshop Quantum Systems in Chemistry and Physics (QSCP-XVI)
  • 発表場所: Madrid, Spain
  • 年月日: 20090913-20090919
• [学会発表] Core-excitation Induced Isomerization : Theoretical Consideration (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara
  • 学会等名: Mini-symposium on Ultrafast ElectronDynamics
  • 発表場所: 東北大学多元物質科学研究所(宮城)
  • 年月日: 2009-10-15
• [図書] Development of SAC-CI general-R Method for Theoretical Fine Spectrosocpy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara, H.Nakatsuji
  • 総ページ数: 79-112
  • 出版者: Recent Progress in Coupled Cluster Methods : Theory and Apphcations, edited by P.Carsky, J.Pittner, J.Paldus(Springer)
• [図書] Electronic Structure and Optical Properties of Conjugated Molecules : SAG CI Study (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Ehara, B.Saha, P.Poolmee, M.Prmkatkaew, S.Hannongbua, Y.Lu, H.Nakatsuji
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: in AIP (American Institute of Physics) Conference Proceedings, COMPUTATIONIN MODERN SCIENCE AND ENGINEERING : Proceedings of the IntemationalConference on Computational Methods in Science and Engineering 2009
• [備考]
  • URL: http://tc.ims.ac.jp/research-j.html