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2008 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)

キーワード核・電子軌道理論 / 非経験的分子動力学法 / エネルギー密度解析 / 量子効果 / 高速化 / 高精度化
研究概要

本研究では, (1)電子状態理論と分子動力学(MD)法を組み合わせた非経験的分子動力学(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, (2)原子核と電子の波動関数を同時に求める理論の拡充による原子核の量子効果を考慮したダイナミックスの発展を目指してきた。本年度は(A)AIMD法と組み合わされる大規模電子状態理論計算の高精度化を行った。具体的には昨年度までに開発した分割統治(DC)電子相関計算手法をより高精度な1・2電子励起結合クラスター(CCSD)法に適用した。また, (B)AIMDに代わる量子ダイナミックス手法として実時間発展TDHF計算などにも取り組んだ。これにより励起スペクトルの時間変化を追跡するとともに, 分子間のエネルギー移動のメカニズムを明らかにした。(C)NOMO法に関しては電子一核相関をあらわに取り込むことで計算精度を大幅に向上させたECG-NOMO法を開発した。さらに実在系に対する様々な応用計算を想定しているため, 計算結果の効果的な解析手法の充実も同時に検討した。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と応用を行った。具体的には, (D)平面波(PW)基底に対するEDA(PW-EDA)を開発し, 第一原理プログラムPHASEに実装した。従来のガウス基底にくらべPW基底は局所的な解析が困難であったが, 本手法により効果的な解析が可能となった。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (38件)

  • [雑誌論文] Implementation of divide-and-conquer (DC) electronic structure code to GAMESS program package2009

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

      J. Comput. Chem. Jpn. 8

      ページ: 1-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density functional study for sugar-base correlation of nucleoside cytidine and its fragments2009

    • 著者名/発表者名
      S. Saha, F. Wang, T, Tsuchimochi, A. Nakata, Y. Imamura, H. Nakai
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 82

      ページ: 187-795

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-body energy decomposition schemes revisited : Assessment of Mulliken-, grid-, and conventional energy density analyses2009

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

      Mt. J. Quant. Chem. 109

      ページ: 2464-2473

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Approach to the Understanding of Catalytic Effect of Metal Oxides on the Desorption Reaction of MgH22009

    • 著者名/発表者名
      H. Hirate, Y. Saito, I. Nakaya, H. Sawai, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Baba, H. Nakai
    • 雑誌名

      Int. J. Ouant. Chem (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual-Level Hierarchical Scheme for Linear-Scaling Divide-and-Conquer Correlation Theory2009

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

      Int. J. Quant. Chem 109

      ページ: 2227-2237

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Temperature in Divide-and-Conquer Electronic Structure Calculation Revisited : Assessment and Improvement of Self-Consistent Field Convergence2009

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

      Int. J. Quant. Chem (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extension of Frozen Orbital Analysis to the Tamm-Dancoff Approximation to Time-Dependent Density Functional Theory2009

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

      Chem. Lett. 38

      ページ: 528

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of the Sakurai-Sugiura projection method to core-excited-state calculation by time-dependent density functional theory2008

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

      J. Comput. Chem. 29

      ページ: 2311-2316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of hexacoordinate hypervalent carbon compounds : Density functional study2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kikuchi, M. Ishii, K.-y. Akiba, H. Nakai
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 460

      ページ: 37-41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of active sites based on unified analysis of potential energy profile in chemical reaction : application to C-H activation of methane by Ti(IV)-imido complex2008

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

      Chem. Phys. Lett. 460

      ページ: 347-351

    • 査読あり
  • [雑誌論文] UV-visble, and 13C NMR spectroscopic studies on the interaction between protons or alkaline earth metal ions and the benzoate ion in acetonitrile2008

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

      J. Mol. Liquids 145

      ページ: 152-157

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extension of linear-scaling divide-and-conquer-based correlation method to coupled cluster theory with singles and doubles excitations2008

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

      J. Chem. Phys. 129

      ページ: 044103 1-9

    • 査読あり
  • [学会発表] 6配位超原子価炭素化合物の理論設計2009

    • 著者名/発表者名
      大越昌、渥美照夫、菊池那明、秋葉欣哉、中井浩巳
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] 結合エネルギーの解析手法に対する数値検証と理論展開2009

    • 著者名/発表者名
      大橋英明、今村穣、菊池那明、中井浩巳
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] 分割統治(DC)法を用いた光学特性計算2009

    • 著者名/発表者名
      當眞嗣貴、小林正人、中井浩巳
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] Moller-Plesset摂動論のスピン成分スケール法に関する理論的研究2009

    • 著者名/発表者名
      河崎素良、佐藤健、中井浩巳
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] 分割統治でDC)法に基づく線形スケーリング電子相関計算2009

    • 著者名/発表者名
      小林正人、中井浩巳
    • 学会等名
      次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      20090304-05
  • [学会発表] 分割統治法に基づく次世代理論化学計算手法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      中井浩巳
    • 学会等名
      ヌーパーコンピューターワークショップ2009「次世代理論化学の新展開と、超並列計算への挑戦」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎)
    • 年月日
      20090119-21
  • [学会発表] Moller-Plesset法を拡張した簡便な多配置摂動法 : APSG参照関数への適用2009

    • 著者名/発表者名
      小林正人、Agnes Szabados、peter R. Surian、中井浩巳
    • 学会等名
      ヌーパーコンピューターワークショップ2009「次世代理論化学の新展開と超並列計算への挑戦」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎)
    • 年月日
      20090119-21
  • [学会発表] Dual-level密度汎関数理論における解析的勾配法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤健、中嶋隆人、中井浩巳、平尾公彦
    • 学会等名
      スーパーコンピューターワークショップ2009「次世代理論化学の新展開と超並列計算への挑戦」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎)
    • 年月日
      20090119-21
  • [学会発表] 電子の振動伝播の実時間発展TDHF/TDDFTによる追跡2009

    • 著者名/発表者名
      赤間知子、中井浩巳
    • 学会等名
      スーパーコンピューターワークショップ2009「次世代理論化学の新展開と超並列計算への挑戦」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎)
    • 年月日
      20090119-21
  • [学会発表] Development of new method to treat nuclear quantum effect in high accuracy2009

    • 著者名/発表者名
      H. Nishizawa, M. Hoshino, Y. Imamura, H. Nakai
    • 学会等名
      The 3rd Global COE International Symposium on 'Practical Chemical Wisdom
    • 発表場所
      Waseda University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      20090113-14
  • [学会発表] Determination of active sites based on unified analysis of potential energy profile in chemical reaction : Application to C-H activation of methane by Ti(IV)-imido complexitile2009

    • 著者名/発表者名
      J. Suzuki, Y. Kikuchi, H. Nakai
    • 学会等名
      The 3rd Global COE International Symposium on 'Practical Chemical Wisdom
    • 発表場所
      Waseda University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      20090113-14
  • [学会発表] TDDFT : 量子化学的アプローチの現状と今後2009

    • 著者名/発表者名
      小林正人、中井浩巳
    • 学会等名
      次世代ヌーパーコンピュータプロジェクトナノ分野グランドチャレンジ研究開発ナノ統合拠点物産科学WG連続研究会「TDDFT : 光応答計算の基礎, 応用と展開」
    • 発表場所
      キャンパス・イノベーションセンター東京(東京)
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] Divide-and-conquer量子化学計算プログラム2009

    • 著者名/発表者名
      小林正人、中井浩巳
    • 学会等名
      次世代ナノ統合シミュレーションソフトウエア説明会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-11
  • [学会発表] 分割統治電子状態計算法の開発と応用2008

    • 著者名/発表者名
      星野稔、中井浩巳
    • 学会等名
      第2回分子稗学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080924-27
  • [学会発表] 分割統治(DC)法に基づく周波数依存分極率の計算手法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      當眞嗣貴、小林正人、中井浩巳
    • 学会等名
      第2回分子科学討講会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080924-27
  • [学会発表] あらわな相関を考慮した原子核・電子軌道(EC-NOMO)理論の開発 : 二電子積分の求積法2008

    • 著者名/発表者名
      西澤宏晃、星野稔、今村穣、中井浩巳
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080924-27
  • [学会発表] Duai-level密度汎関数理論に対するエネルギー微分法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤健、中嶋隆人、中井浩巳、平尾公彦
    • 学会等名
      第2回分子科学討講会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080924-27
  • [学会発表] 分子軌道時系列予測法による構造最適化計算の高速化2008

    • 著者名/発表者名
      渥美照夫、中井浩巳
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080924-27
  • [学会発表] Acceleration of SCF convergence in ab initio direct molecular dynamics simulations2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nakai
    • 学会等名
      Theory and Applications of Computational Chemistry (TACC) 2008
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20080923-27
  • [学会発表] Divide-and-conquer electronic structure method : Extension to post-HF correlation theories2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, H. Nakai
    • 学会等名
      Theory and Applications of Computational Chemistry (TACC) 2008
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20080923-27
  • [学会発表] Development of linear scaling electronic structure calculations based on divide-and-conquer method2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nakai
    • 学会等名
      The 8th Congress of the World Association of Theoretical and Computational Chemists (WATOC2008)
    • 発表場所
      Sydney Convention and Exhibition Centre at Darling Harbour (Sydney, Australia)
    • 年月日
      20080914-19
  • [学会発表] Development of linear scaling techniques based on divide-and-conquer method2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nakai
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on DV-X0 : The Advanced Related Experiments and Theories on Materials Science and X-ray Spectroscopy
    • 発表場所
      University of Hyogo (Himeji, Japan)
    • 年月日
      20080806-08
  • [学会発表] 実時間追跡によるTDHF,TDDFT計算2008

    • 著者名/発表者名
      赤間知子、中井浩巳
    • 学会等名
      第14回理論化学シンポジウム
    • 発表場所
      沼津
    • 年月日
      20080728-30
  • [学会発表] 分割統治(DC)電子状態計算法の電子相関理論への拡張2008

    • 著者名/発表者名
      小林正人
    • 学会等名
      第14回理論化学シンポジウム
    • 発表場所
      沼津
    • 年月日
      20080728-30
  • [学会発表] 縮重系の励起状態に関する一般則2008

    • 著者名/発表者名
      中井浩巳
    • 学会等名
      第14回1理論化学シンポジウム
    • 発表場所
      沼津
    • 年月日
      20080728-30
  • [学会発表] Linear scaling correlated techniques based on divide-and-conquer method2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nakai
    • 学会等名
      The Sixth Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP-VI) 'Symposium in Honor of Professor Ernest R. Davidson
    • 発表場所
      University of British Columbia (Vancouver, Canada)
    • 年月日
      20080719-24
  • [学会発表] Excited states for degenerate systems2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nakai
    • 学会等名
      The Thirteenth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry and Physics (QSCP-XIII)
    • 発表場所
      Michigan State University (East Lansing, MI, USA)
    • 年月日
      20080706-12
  • [学会発表] Extension of Divide-and-Conquer Electronic Structure Calculation to Correlated Wave-Function Theories2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, H. Nakai
    • 学会等名
      The 1st International Conference of the Grand Challenge to Next-Generation Integrated Nanoscience
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20080603-06
  • [学会発表] 計算化学の夢と現実〜ナノ・バイオへの挑戦-2008

    • 著者名/発表者名
      中井浩巳
    • 学会等名
      第2回分子化学会シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20080523-24
  • [学会発表] APSG波動関数に対する簡便な摂動補正法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      小林正人、Agnes Szabados、Peter R. Surjan、中井浩巳
    • 学会等名
      第11回理論化学討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20080522-24
  • [学会発表] Dua1-leve1密度汎関数理論における解析的エネルギー微分法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤健、中嶋隆人、中井浩巳、平尾公彦
    • 学会等名
      第11回理論化学討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20080522-24
  • [学会発表] 櫻井一杉浦法を用いたTDDFTによる内殻励起状態の高速計算2008

    • 著者名/発表者名
      小林正人、土持崇嗣、中田彩子、今村穣、中井浩巳
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2008春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080522-23
  • [学会発表] 平面波基底におけるエネルギー密度解析 : PW-EDA2008

    • 著者名/発表者名
      今村穣、高橋明日香、中井浩巳
    • 学会等名
      日本コンピユータ化学会2008春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080522-23
  • [学会発表] 分割統治(DC)電子状態計算プログラムのGAMESSへの実装2008

    • 著者名/発表者名
      赤間知子、小林正人、佐倉大輔、藤井厚彦、中井浩巳
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2008春季年」会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080522-23
  • [学会発表] 効率的な分子の局所安定構造探索法の開発 : MSMC法2008

    • 著者名/発表者名
      伊丹崇裕、安倍朋弘、中井浩巳
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2008春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080522-23
  • [学会発表] ペロブスカイト型強誘電体BaTio3の電場応答特性に関する理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      後潟敬介、渥美照夫、中井浩巳
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2008春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080522-23
  • [学会発表] 分子の効率的な安定構造探索法の開発とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      安倍朋弘、伊丹崇裕、中井浩巳
    • 学会等名
      早愛ワークショップ
    • 発表場所
      慶応大学矢上キャンパス
    • 年月日
      2008-09-20
  • [学会発表] 分割統治電子状態計算法の開発と応用2008

    • 著者名/発表者名
      藤井厚彦、小林正人、赤間知子、中井浩巳
    • 学会等名
      早慶ワークショップ
    • 発表場所
      慶応大学矢上キャンパス
    • 年月日
      2008-09-20

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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