ダイレクト・アブイニシオMD法による溶媒和クラスターの実時間反応ダイナミクス

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21550002
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 田地川 浩人 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (10207045)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: クラスター / 反応動力学 / 微視的溶媒和 / イオン化 / 電子捕捉 / SN2反応 / 溶媒和電子

研究概要

クラスター内に閉じ込められた分子の光による反応ダイナミクスについての情報は極めて限られている。本研究では、(1)溶媒和クラスター内での反応チャンネルを支配している因子の解明、および、(2)反応チャンネルを制御する方法の開発をめざし、ダイレクト・アブイニシオMD法により、いくつかの微視的クラスターのイオン化に伴う反応ダイナミックスを理論的に研究した。その結果、クラスターの温度により、イオン化の際の反応チャンネルを任意に制御できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Diffusion of the Li+ ion on C60 : A DFT and Molecular Dynamics (MD) Study (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C. 巻: 115 ページ: 20406-20411
• [雑誌論文] Collision Induced Complex Formation following Electron capture of SO2-H2O Complex interacting with Argon Atoms (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 115 ページ: 9091-9096
• [雑誌論文] Ionization dynamics of a water dimer : specific reaction selectivity (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 11206-11212
• [雑誌論文] Electronic states of hydrogen atom trapped in diamond lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 513 ページ: 94-98
• [雑誌論文] Ionization dynamics of aminopyridine dimer : a direct ab initio molecular dynamics (MD) study (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, T. Fukuzumi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 5881-5887
• [雑誌論文] Direct ab initio MD study on the hydrogen abstraction reaction of triplet state acetone from methanol molecule (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, H. Kawabata
  • 雑誌名: Theoret. Chem. Accounts 巻: 128 ページ: 207-213
• [雑誌論文] Density Functional Theory Study of Boron-and Nitrogen-Atom-Doped Graphene Chips (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, T. Iyama, K. Azumi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 50 ページ: 01BJ03
• [雑誌論文] Ground and Low-lying Excited Electronic States of Graphene Flakes : A Density Functional Theory (DFT) Study (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, H. Kawabata
  • 雑誌名: J. Phys. B. 巻: 44 ページ: 205105
• [雑誌論文] Ab-initio theoretical calculations of the electronic excitation energies of small water clusters (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, A. Yabushita and M. Kawasaki
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 20745-20749
• [雑誌論文] DFT study on the interaction of Fullerene (C60) with hydroxyl radical (OH) (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, T. Iyama, S. Abe
  • 雑誌名: Phys. Proc. 巻: 14 ページ: 139-142
• [雑誌論文] Evaporation processes of water molecules from graphene edge : DFT and MD study (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, Y. Nagoya, F. Watari, H. Tachikawa
  • 雑誌名: Comput. Mater. Sci. 巻: 50 ページ: 2640-2643
• [雑誌論文] Density Functional Theory Study on the Water Clusters on Graphene Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, Y. Nagoya, F. Watari, H. Tachikawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 50 ページ: 01BJ02
• [雑誌論文] Density Functional Theory Study of the Interaction of Magnesium Ions with Graphene Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, T. Iyama, H. Tachikawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 50 ページ: 01BJ01
• [雑誌論文] DFT Study on the Interaction of Carbon Nano-Materials with Sodium Ion and Atom (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuzumi, H. Tachikawa, K. Azumi
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 巻: 538 ページ: 61-66
• [雑誌論文] Electron Capture Dynamics of a Water Molecule Connected to a Cyclic Water Trimer : A Direct Ab Initio MD Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 114 ページ: 10309-10314
• [雑誌論文] Electronic state dependence of the ion-molecule reaction CH3CN++CH3CN→CH4CN++CH2CN : Threshold electron-secondary ion coincidence (TESICO) and direct ab-initio molecular dynamics Study (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H., Fukuzumi, T., Koyano, I.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 12 ページ: 15399-15405
• [雑誌論文] Density functional theory (DFT) study on the effects of Li+ doping on electronic states of graphene (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H, Nagoya Y., Fukuzumi T.
  • 雑誌名: J. POWER SOURCES 巻: 195 ページ: 6148-6152
• [雑誌論文] Direct Ab Initio MD Study on the Electron Capture Dynamics of Hydroperoxy Radical (HOO)-Water Complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 114 ページ: 4951-4956
• [雑誌論文] Direct ab initio MD study on the interaction of hydroperoxy radical (HOO) with water molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H, Abe S
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem, Phys. 巻: 12 ページ: 3904-3909
• [雑誌論文] Effects of Fluorine Atom Substitution of Graphene Edge Site on the Diffusion of Lithium Ion (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H, Iyama T, Kawabata H
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 01AH02
• [雑誌論文] Density Functional Theory and Direct Molecular Dynamics Study of the Hydrogen Atom on a Finite-Sized Graphene (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H, Iyama T, Kawabata H
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 01AH06
• [雑誌論文] Density Functional Theory Method for Study of the Mechanism of C-H Bond Formation on Finite-Sized Graphene Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa H, Iyama T
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 06GJ12
• [雑誌論文] Structures and Electronic States of Water Molecules on Graphene Surface : A Density Functional Theory Study (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe S, Nagoya Y, Watari F, Tachikawa H
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 06GJ13
• [雑誌論文] Effects of Point Charges on the Excitation Energies of Protonated Schiff Base of Retinal (2010)
  • 著者名/発表者名: Iyama T, Kawabata H, Tachikawa H
  • 雑誌名: Synth. React. Inorg., Met.-Org., Nano-Met. Chem. 巻: 40 ページ: 306-311
• [雑誌論文] Intra-molecular Carrier Pathway Analysis in One-Dimensional Fused Furan Polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohmori S, Kawabatay H, Tokunaga K, Tachikawa H
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 01AD07
• [雑誌論文] Interaction of Water Molecules with Graphene : A Density Functional Theory and Molecular Dynamics Study (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe S, Nagoya Y, Watari F, Tachikawa H
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 01AH07
• [雑誌論文] MD simulation of the interaction of magnesium with graphene (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, T. Iyama, H. Kawabata
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 877-879
• [雑誌論文] Molecular design of high performance fused porphyrin one-dimensional wire : A DFT study (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Ohmori, H. Kawabata, K. Tokunaga, H. Tachikawa
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 901-905
• [雑誌論文] DFT and direct ab-initio MD study on hyperfine coupling constants of methyl radicals adsorbed on model surface of silica gel (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Takada, H. Tachikawa
  • 雑誌名: J. Mol. Cat. A-Chemical 巻: 311 ページ: 54-60
• [雑誌論文] A Density Functional Theory Study of Ground and Low-Lying Excited Electronic States in Defective Graphenes (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Tachikawa, Y. Nagoya, H. Kawabata
  • 雑誌名: J. Chem. Theor. Comput. 巻: 5 ページ: 2101-2107
• [雑誌論文] A direct ab initio molecular dynamics (MD) study on the benzophenone-water 1 : 1 complex (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, T. Iyama, K. Kato
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem, Phys. 巻: 11 ページ: 6008-6014
• [雑誌論文] Ab-Initio and MD Studies on the Interaction of Carbon Nano-Materials with Alkali Ion and Atom (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Iyama, K. Kato, H. Kawabata, H. Tachikawa, and K Azumi
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 巻: 504 ページ: 140-146
• [雑誌論文] Interaction of Lithium Ion (Li+) with Chlorinated Graphene (Cl-Graphene) Surface : A Direct Ab-Initio MD Study (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kawabata, T. Iyama, H. Tachikawa
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 巻: 504 ページ: 147-154
• [雑誌論文] Electronic States of Defect Sites of Graphene Model Compounds : A DFT and Direct Molecular Orbital-Molecular Dynamics Study (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, H. Kawabata
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 113 ページ: 7603-7609
• [雑誌論文] Maximum capacity of the hydrogen storage in water clusters (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, T. Iyama, H. Kawabata
  • 雑誌名: Phys. Chem. Liq. 巻: 47 ページ: 103-109
• [雑誌論文] γ-Selective Cross-Coupling Reactions of Potassium Allyl-trifluoroborates with Haloarenes Catalyzed by a Pd(0)/D-t-BPF or Pd(0)/Josiphos ((R, S)-CyPF-t-Bu) Complex : Mechanistic Studies on Transmetalation and Enantioselection (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, S. Takada, N. Miyaura, T. Iyama, and H. Tachikawa
  • 雑誌名: ORGANOMETALLICS 巻: 28 ページ: 152-160
• [雑誌論文] Maximum capacity of the hydrogen storage in water clusters (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, T. Iyama, H. Kawabata
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Liquids 巻: 47(1) ページ: 103-109
• [雑誌論文] A DFT and MD Study on the Interaction of Carbon Nano-Materials with Metal Ions (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, F. Watari, T. Takada, H. Tachikawa
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 巻: 505 ページ: 289-296
• [雑誌論文] DFT and direct MD study of the diffusion of sodium ion on graphenes (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa, H. Kawabata
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 873-876
• [学会発表] DFT and Molecular Dynamics (MD) Study on the Interaction of Metal with C60 Surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC21)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] DFT STUDY ON THE INTERACTION OF RADICALS AND ATOMS WITH THE GRAPHENE AND C60 SURFACES (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuzumi, H. Tachikawa
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC21)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] A DFT study on Interaction of Ethylene Carbonate and Nano Carbon Materials (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, Y. Nagoya, F. Warari, H. Tachikawa
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC21)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 光によって引き起こされる溶媒和過程の実時間追尾:ダイレクト・アブイニシオMD法 によるアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 井山 哲二、田地川 浩人
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Diffusion Dynamics of the Li ion on fullerene C60 (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa
  • 学会等名: M & BE 2011
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] DFT Study on the interaction of metal atoms with graphene chip (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, H. Tachikawa
  • 学会等名: M & BE 2011
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] DFT Study on the Interaction of radicals and atoms with the graphene surface C60 (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fukuzumi, H. Tachikawa
  • 学会等名: M & BE 2011
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] DFT Study on Hydrogen Adsorption/ Desorption Reversible Processes on Graphene Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawabata, H. Tachikawa
  • 学会等名: M & BE 2011
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Density Functional Theory Study on the Reactions of Fullerene (C60) with Radicals (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Iyama, H. Tachikawa
  • 学会等名: M & BE 2011
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] 紫外線によるDNA損傷の理論的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福澄孝博、田地川浩人
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部2011年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-02-01
• [学会発表] 水素結合クラスターの電子状態と動的挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田知哉、今野勇司、田地川浩人
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部2011年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-02-01
• [学会発表] グラフェン・チップ上の金属原子の電子状態と動的挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤晃一、井山哲二、田地川浩人
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部2011年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-02-01
• [学会発表] 水素化したフラーレンの電子状態と動的挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井山哲二、加藤晃一、川畑弘、田地川浩人
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部2011年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-02-01
• [学会発表] 水素化グラフェン表面からの水素分子脱離メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 川畑弘、田地川浩人
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部2011年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-02-01
• [学会発表] カーボンナノチューブとタンパクとの相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、小峰梨果、石川紘佑、亘理文夫、田地川浩人
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部2011年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-02-01
• [備考]
  • URL: http://www.shinoch.com/tachikawa/