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2008 年度 実績報告書

高精度多成分系分子理論の確立およびその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20350013
研究機関横浜市立大学

研究代表者

立川 仁典  横浜市立大学, 国際総合科学研究科, 教授 (00267410)

研究分担者 前園 涼  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 講師 (40354146)
キーワード多成分系分子理論 / 多成分系密度汎関数法 / 多成分系量子モンテカルロ法 / 陽電子化合物 / 水素結合 / H / D同位体効果 / Colle-Salvetti型相関関数
研究概要

我々は現在までに、水素原子核の量子揺らぎや陽電子系にも適用可能な全く新しい第一原理多成分系分子理論を開発し、様々な応用計算を実行してきた。多成分系を同時に取扱う際、平均場近似を超えるためには電子-核相関、核-核相関といった新たな多体効果を考慮する必要がある。これらの多体効果を取り込むために、我々は現在までに配置間相互作用法や摂動法を適用してきたが、精密解への収束性や、計算コストといった課題が浮上してきた。そこで本年度は、これらの多体効果を効率的に取り込むため、多成分系量子モンテカルロ法の開発を試み、陽電子ハロゲン化物複合体の計算を実行した。
[F^<':>e^+]複合体の計算を実行した結果を以下に示す。平均場近似における全エネルギーは、-99.90074hartreeであるのに対して、斎藤のMRCISD計算による-100.0175 hartree[1],BressaniniのDMC計算による-100.0719(8)hartree[2]が報告されている。本手法のVMC計算では-99.9881(9)hartree,DMC計算では-100.0713(2)hartreeを得て、同複合体の全エネルギーおよび陽電子親和力に対して、既存のDMC計算による同等の結果を得た。[Cl^-:e^+]複合体に適用したところ、MRCISD計算による-460.0378 hartree[1]に対し、本手法のVMC計算では-460.2570(44)hartree,DMC計算では-460.4402(2)hartreeを得、これまでで最も最良の偏文エネルギーを得るのに成功した。現在、他の陽電子ハロゲン化物複合体の計算を実行していると共に、より効率的なサンプル手法を開発しているところである。
[1] S. L. Saito, et al., J. Chem. Phys. 122,054302(2005).
[2] D. Bressanini. et al.,J. Chem. Phys. 108,12(1998).

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Multi-Component First-Principles Calculation on Isotope Effect in Hydrogen-Bonded Dielectric Materials K_3H(SO_4)_2 and K_3D(SO_4)_2.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Integrated Ferroelectrics 100

      ページ: 72-78

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraviolet Spectroscopy and Theoretical Calculations of Mono-and Dihydrated Clusters of the Guanine Nucleosides : Possibility of Different Hydration Structures for Guanosine and 2'-Deoxyguanosine.2008

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa, N. Mizuno, H. Asami, K. Takahashi, M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jap. 81

      ページ: 1274-1281

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature and isotope effects on water cluster ions with path integral molecular dynamics based on 4th order Trotter expansion.2008

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, M. Shiga, M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 129

      ページ: 144310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulations of small glycine-(H_2O)_n(n=2-7) clusters on semiempirical PM6 potential energy surfaces.2008

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi, T. Yoshikawa, A. Kakizaki, M. Shiga, M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Mol. Structure (Theochem) 869

      ページ: 29-36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Monte Carlo study of porphyrin transition metal complexes.2008

    • 著者名/発表者名
      J. Koseki, R. Maezono, M. Tachikawa. M. D. Towler, R. J. Needs
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 128

      ページ: 085103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Film Formation from Mixed Solutions of l, 3, 5-Triazine-2, 4-dithione and Phosphate onto Au, Ag, and Cu Substrates.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, M. Suzuki, M. Tachikawa. A. Fujishima, T. Miyazaki, H. Hisamitsu, K. Kojima, Y. Kadoma
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C 112

      ページ: 6914-6923

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous analytical optimization of variational parameters in Gaussian-type functions with full configuration interaction of multi-component molecular orbital method by elimination of translational and rotational methods : Application to isotopomers of the hydrogen molecule.2008

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimoto, M. Tachikawa, U. Nagashima
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 128

      ページ: 164118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometric Isotope Effect on the N_2H_7^+ Cation and N_2H_5 Anion by Ab Initio Path Integral Molecular Dynamics Simulation.2008

    • 著者名/発表者名
      H. Ishibashi, A. Hayashi, M. Shiga, M. Tachikawa
    • 雑誌名

      ChemPhysChem (Communication) 9

      ページ: 383--387

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio interpretation of Hund's rule for the methylene molecule : Variational optimization of its molecular geometries and energy component analysis.2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Maruyama, K. Hongo, M. Tachikawa. Y. Kawazoe, H. Yasuhara
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem. 108

      ページ: 731--743

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical optimization of exponent values in protonic and deuteronic Gaussian-type functions by elimination of translational and rotational motions from multi-component molecular orbital scheme.2008

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimoto, M. Tachikawa, U. Nagashima
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem. 108

      ページ: 472--481

    • 査読あり
  • [学会発表] 多成分量子モンテカルロ法による陽電子ハロゲン化物複合体の理論的解析2009

    • 著者名/発表者名
      竹田知弘, 北幸海, 前園涼, 立川仁典
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      池袋
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] 第一原理経路積分分子動力学法を用いた電子スペクトルの解析2009

    • 著者名/発表者名
      杉本昌崇, 志賀基之, 立川仁典
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      池袋
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] Ab initio経路積分分子動力学法を用いた水酸化ナトリウム水和クラスターの解析2009

    • 著者名/発表者名
      小泉亮人, 志賀基之, 立川仁典
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      池袋
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] Geometric Isotope Effect on N_2H_7^+ Cation by Ab Initio Path Integral Molecular Dynamics Simulation2008

    • 著者名/発表者名
      Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      World Association of Theoretical and Computational Chemists (WATOC2008)
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] 多成分量子モンテカルロ法を用いた全自由度量子計算2008

    • 著者名/発表者名
      北幸海, 前園涼, 立川仁典
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] Ab initio 経路積分分子動力学法を用いた電子スペクトルの解析2008

    • 著者名/発表者名
      杉本昌崇, 志賀基之, 立川仁典
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] 経路積分法を用いた水イオンクラスターの同位体効果と温度依存性2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木机倫, 志賀基之, 立川仁典
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] 多成分量子モンテカルロ法による水素イオンクラスターの研究2008

    • 著者名/発表者名
      北幸海, 前園涼, 立川仁典
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      20080900
  • [備考]

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/%7etachi/html/Research/Publication/publication.html

  • [備考]

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/%7etachi/html/f_Research.htm

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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