星間分子生成機構の解明にむけて:解離性再結合反応の第一原理シミュレーション

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18350001
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 反応動力学 / 星間分子 / 解離性再結合反応 / 励起状態 / 非断熱遷移

研究概要

電子励起状態に適用可能な、Tullyの状態遷移アルゴリズムを実装したabinitio分子動力学プログラムを開発し、星間分子の解離性再結合反応HCNH+, H_3O^+, HD_2O^+, CH_3^+, (H_2O)_2H^+へと適用して、解離生成物の分岐比、動的反応経路、反応ダイナミクスの解明を行った。

研究成果

• [雑誌論文] An ab initio molecular dynamics study on the dissociative recombination reaction of HD_2O^++e^- (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kayanuma, T. Taketsugu, and K. Ishii
  • 雑誌名: Theor. Chem. Accounts 120 ページ: 191-198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio study of KN (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, T. Taketsugu, and K.Yamashita
  • 雑誌名: J.Chem. Phys. 127 ページ: 194307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical elucidation of the unusually high[HNC]/[HCN]abundance ratio in interstellar space : two-dimensional and two-state quantum wave packet dynamics study on the branching ratio of the dissociative recombination reaction HCNH^++e^-→HNC/HCN+H (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, A. Tajima, T. Taketsugu, and K. Yamashita
  • 雑誌名: Astrophys. J. 636 ページ: 927-931
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced-dimensionality and direct trajectory calculations for the C(^3P_J)+NH2(^2B_2)reaction (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Takayanagi and T. Taketsugu
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 417 ページ: 143-148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio surface hopping simulation on dissociative recombination of H_3O^+ (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Kayanuma, T. Taketsugu, and K. Ishii
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 418 ページ: 511-518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio prediction of the spectroscopic constants of NaN : Another potential candidate for a new Na-bearing interstellar molecule (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, T. Taketsugu, and K. Yamashita
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 427 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [学会発表] 第一原理反応動力学の今後の展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 特定領域研究「実在系の分子理論」研究会「理論化学・分子科学の学術動向と今後
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20090301-02
• [学会発表] 励起状態反応ダイナミクスと光化学への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 計算科学研究センターワークショップ「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
  • 年月日: 20090119-21
• [学会発表] 量子化学計算に基づく励起状態ダイナミクスへのアプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 新化学発展協会先端化学技術部会コンピュータケミストリー分科会講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-10
• [学会発表] ab initio分子動力学法による励起状態ダイナミックスと電極反応への応用の可能性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 次世代ナノ・燃料電池「連続研究会」
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-09
• [学会発表] Ab initio励起状態分子動力学手法の開発と応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 特定領域研究「実在系の分子理論」A01, A03班合同研究交流会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20081114-15
• [学会発表] Ab initio分子動力学法による解離性再結合反応CH_3^++e^-のダイナミクスの研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林雄太、中山哲、野呂武司、石井啓策、武次徹也
  • 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] Ab initio Molecular Dynamics Approach to dissociative recombination reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu, Y. Kobayashi, A. Nakayama, T. Noro, M. Kayanuma, and K. Ishii
  • 学会等名: Workshop for Interstellar Matter 2008
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20080904-06
• [学会発表] Ab initiomolecular dynamics simulation on the dissociative recombination reaction of CH_3^+ (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu, Y. Kobayashi, A. Nakayama, T. Noro, and K. Ishii
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Molecular Theory for Real Systems
  • 発表場所: Okazaki
  • 年月日: 20080804-06
• [学会発表] Ab initio Molecular Dynamics Approach to Excited-State Reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu
  • 学会等名: Hokudai-TORIJIN-JUSTIPEN-EFES workshop
  • 発表場所: Onuma
  • 年月日: 20080721-25
• [学会発表] Ab initio分子動力学法による励起反応ダイナミクスへのアプローチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 第5回AMO討論会
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 20080613-14
• [学会発表] Ab initio分子動力学法による解離性再結合反応CH_3^++e^-のダイナミクスの研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林雄太、中山哲、野呂武司、石井啓策、武次徹也
  • 学会等名: 第24回化学反応討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080602-04
• [学会発表] Ab initio分子軌道法によるアルカリ金属窒化物の分光学定数の理論的予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石井啓策、野呂武司、武次徹也、山下晃一
  • 学会等名: 第11回理論化学討論会
  • 発表場所: 日吉
  • 年月日: 20080522-24
• [学会発表] 量子化学計算に基づく励起反応ダイナミクスへのアプローチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 理研シンポジウム : 原子衝突から生体分子分析まで拡がる化学反応研究の最前線
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 20080122-23
• [学会発表] 計算分子分光学の最近の展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 平成20年度日本分光学会年次講演会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-11-19
• [学会発表] Ab initio分子動力学法による励起反応ダイナミクスへのアプローチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 第1回東海理論化学研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2008-08-11
• [学会発表] Ab initio Molecular Dynamics Approach to Excited State Reactions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu
  • 学会等名: Progress in advanced chemistry : The 3rd Nanjing-Hokkaido University Joint Symposium
  • 発表場所: Nanjing
  • 年月日: 20071120-22
• [学会発表] Ab initio分子動力学法による励起状態ダイナミクス (2007)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 第100回触媒討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20070917-20
• [学会発表] 非断熱遷移を考慮した解離性再結合反応CH_3^++e^-のab initioダイナミクスシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林雄太、中山哲、野呂武司、石井啓策、武次徹也
  • 学会等名: 第1回分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20070917-20
• [学会発表] Ab initio surface hopping simulations on the dissosiative recombination reactions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu, Y. Kobayashi, A.Nakayama, T. Noro, and K. Ishii
  • 学会等名: International Symposium on Molecular Theory for Real Systems
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20070727-29
• [学会発表] 解離性再結合反応CH_3^++e^-に関する理論的研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林雄太、中山哲、野呂武司、石井啓策、武次徹也
  • 学会等名: 第23回化学反応討論会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20070613-15
• [学会発表] Abinitio分子軌道法によるNaN, MgN, KN, CaNの分光学定数の理論的予測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石井啓策、武次徹也、山下晃一
  • 学会等名: 第7回分子分光研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070525-26
• [学会発表] Ab initio Molecular Dynamics Approach to Chemical Reactions in Excited States (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu
  • 学会等名: Molecular Science of Ultrafast Electronic Dynamics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20070518-19
• [学会発表] 解離性再結合反応CH_3^++e^-のab initio分子動力学シミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也、小林雄太、中山哲、野呂武司、石井啓策
  • 学会等名: 第10回理論化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20070514-16
• [学会発表] Abinitio分子軌道法によるNaN, MgN, KN, CaNの分光学定数の理論的予測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石井啓策、武次徹也、山下晃一
  • 学会等名: 第10回理論化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20070514-16
• [学会発表] 励起状態ダイナミックスにむけたab initio分子動力学法の開発と応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 特定領域研究「実在系の分子理論」公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070318-19
• [学会発表] 励起状態反応動力学シミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 第5回Hokudai Simulation Salon Workshop
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-03-16
• [学会発表] Ab initio surface hopping simulation on interstellar dissociative recombination reactions (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu
  • 学会等名: Japan-China Joint Symposium on Modern Chemistry
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20061110-11
• [学会発表] 量子化学計算に基づく分子動力学と分光学~星間分子の励起ダイナミクスから希ガス化合物の理論予測まで (2006)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 20061014-15
• [学会発表] 非断熱遷移を考慮したabinitio分子動力学法による星間分子解離性再結合反応のダイナミクス (2006)
  • 著者名/発表者名: 武次徹也
  • 学会等名: 星間物質ワークショップ
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20060731-0802
• [学会発表] Nonadiabatic ab initio molecular dynamics approach and its applications (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu
  • 学会等名: XIIth ICQC
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20060521-26
• [学会発表] Ab initio surface hopping simulation on dissociative recombination of H_3O^++e^- and HD_2O^++e^- (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Kayanuma, T. Taketsugu, and K.Ishii
  • 学会等名: XIIth ICQC
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20060521-26
• [学会発表] Theoretical elucidation of the unusually high[HNC]/[HCN]abundance ratio in interstellar space : Two-and two-state quantum wavepacket dynamcis study on thedimensional branching ratio of the dissociative recombination reactionHCNH^++e^- (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, T. Taketsugu, and K.Yamashita
  • 学会等名: XIIth ICQC
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20060521-26
• [学会発表] Nonadiabatic ab initio molecular dynamics approach and its applications (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Taketsugu
  • 学会等名: The International Congress of Quantum Chemistry(ICQC)Satellite Symposium "Chemical Accuracy and Beyond-Electron Correlation, DFT, and Breakdown of Born-Oppenheimer Scheme"
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20060517-19
• [学会発表] Theoretical elucidation of the unusually high[HNC]/[HCN]abundance ratio in interstellar space : Two-and two-state quantum wavepacket dynamcis study on thedimensional branching ratio of the dissociative recombination reactionHCNH^++e^- (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, T. Taketsugu, and K.Yamashita
  • 学会等名: The International Congress of Quantum Chemistry(ICQC)Satellite Symposium "Chemical Accuracy and Beyond-Electron Correlation, DFT, and Breakdownof Born-Oppenheimer Scheme"
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20060517-19