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2006 年度 実績報告書

高速化量子ダイナミックス理論の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18066016
研究機関早稲田大学

研究代表者

中井 浩巳  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

研究分担者 星野 稔  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (10409675)
山内 佑介  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (40409678)
菊池 那明  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (00434283)
キーワード量子ダイナミックス / AIMD法 / 電子状態理論計算 / NOMO法 / エネルギー密度解析
研究概要

実験装置の性能向上による超高速過程の観測が可能となった現在にあっては,非平衡系への応用研究が可能な理論的手法が求められている。本研究では電子状態理論と分子動力学法を組み合わせたab initio molecular dynamics (AIMD)法を方法論的に発展させ,応用可能な新しい研究対象を提供することを目指している。AIMD法は従来の分動力学(MD)法で扱うことが困難であった結合の生成や開裂を含む化学反応を追跡することが可能である。しかし,AIMD法では数百原子,ピコ秒のシミュレーションが限界である。したがって,時間スケールに拡がりを持つ化学現象は未だに充分追跡できない。本研究では,この問題を解決するために,まずAIMD計算のボトルネックである電子状態理論計算の高速化を検討した。同時に,電子状態理論計算の大規模化および高精度化の問題についても理論開発を行った。本研究のもう一つの主題である原子核の量子効果を考慮したダイナミックスについては,我々が長年取り組んできたBorn-Oppenheimer (BO)近似に基づかず原子核と電子の波動関数を同時に求めるnuclear orbital plus molecular orbital (NOMO)法を発展させることを基本に進めている。本年度は,まずプロトン移動などに見られる多重井戸方ポテンシャル系にNOMO法を適用させるための拡張を行った。さらに,ダイナミックスには不可欠なNOMO法に対するエネルギー勾配法を開発した。我々は本特定領域に参加するにあたって,実在系に対する様々な応用計算を想定している。その際,計算結果の効果的な解析が重要と考え,解析手法の充実も同時に検討している。その柱となるのが,我々が先に提案したエネルギー密度解析(EDA)で,本年度もいくつかの理論的な発展を行った。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Analysis of Self-Interaction Correction for Describing Core Excited States2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, H.Nakai
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem. 107(1)

      ページ: 23-29

  • [雑誌論文] plus molecular orbital theory with generator coordinate method : TRF-NOMO/GCM2007

    • 著者名/発表者名
      K.Sodeyama, H.Nishizawa, M.Hoshino, M.Kobayashi, H.Nakai
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 433(4-6)

      ページ: 409-415

  • [雑誌論文] Grid-based energy density analysis : Implementation and assessment2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Imamura, A.Takahashi, H.Nakai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 126

      ページ: 034103 1-10

  • [雑誌論文] Molecular Orbital Study on the Oxidation Mechanism of Hydrazine and Hydroxylamine as Reducing Agents for Electroless Deposition Process2007

    • 著者名/発表者名
      T.Shimada, A.Tamaki, H.Nakai, T.Homma
    • 雑誌名

      Electrochemistry 75

      ページ: 45-49

  • [雑誌論文] between lithium ions and the anion from tropolone or 4-isopropyltropolone (hinokitiol)2007

    • 著者名/発表者名
      M.Hojo, T.Ueda, T.Inoue, M.Ike, M.Kobayashi, H.Nakai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B. 111(7)

      ページ: 1759-1768

  • [雑誌論文] Non-Born-Oppenheimer effects predicted by translation-free nuclear orbital plus molecular orbital method2006

    • 著者名/発表者名
      K.Sodeyama, K.Miyamoto, H.Nakai
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 421(1-3)

      ページ: 72-76

  • [雑誌論文] Elimination of translational and rotational motions in nuclear orbital plus molecular orbital theory : Application of Moller-Plesset perturbation theory2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hoshino, H.Nakai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 124(19)

      ページ: 194110 1-10

  • [雑誌論文] Natural atomic orbital based energy density analysis : Implementation and applications2006

    • 著者名/発表者名
      T.Baba, M.Takeuchi, H.Nakai
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 424(1-3)

      ページ: 193-198

  • [雑誌論文] Energy density analysis of cluster size dependence of surface-molecule interactions (II) : Formate adsorption onto a Cu (111) surface2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakai, Y.Kikuchi
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem. 27(8)

      ページ: 917-925

  • [雑誌論文] Hybrid exchange-correlation functional for core, valence, and Rydberg excitations : Core-valence-Rydberg B3LYP2006

    • 著者名/発表者名
      A.Nakata, Y.Imamura, H.Nakai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 125(6)

      ページ: 064109 1-10

  • [雑誌論文] Elimination of Translational and Rotational Motions in Nuclear Orbital Plus Molecular Orbital Theory : Contribution of the First-Order Rovibration Coupling2006

    • 著者名/発表者名
      K.Miyamoto, M.Hoshino, H.Nakai
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput. 2(6)

      ページ: 1544-1550

  • [雑誌論文] Second-order Moller-Plesset perturbation energy obtained from divide-and-conquer Hartree-Fock density matrix2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kobayashi, T.Akama, H.Nakai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 125(20)

      ページ: 204106 1-9

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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