• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2023 年度 実績報告書

多参照電子論に基づく状態遷移速度計算法:無輻射失活及びプロトン共役電子移動の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21H01881
研究機関名古屋大学

研究代表者

柳井 毅  名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (00462200)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード多参照理論 / 失活速度定数 / 密度行列くりこみ群
研究実績の概要

状態平均密度行列繰込群完全活性空間自己無撞着場(SA-DMRG-CASSCF)理論の解析的核エネルギー勾配を、新たに導出された結合摂動(CP)DMRG-CASSCF方程式に基づいて評価するアルゴリズムを提案している。従来のSA-CASSCFの解析的勾配理論のラグランジアンをSA-DMRG-CASSCFの変形に拡張し、すべてのDMRGブロック配置で形成される多状態カノニカル行列積状態のパラメータに対する全制約を考慮できるようにした。乗数を決定するためのCP-DMRG-CASSCF方程式を解く効率的なアルゴリズムを開発した。我々の実装スキームの一部として、ラグランジアンにおける活性軌道回転に対する活性軌道の拘束に関連する項が無視されおり。真の解析的勾配から誤差が生じる可能性がある。本年度,この誤差問題に対する定式化について研究を行った。
また,輻射・無輻射速度定数と蛍光量子収率に基づく励起状態ダイナミクスを調べるために、理論的アプローチからリン含有有機色素の光物性解析を行った。リン架橋スチルベン誘導体の4つのバリエーションを評価した。その結果、光励起されたP架橋スチルベンの主要な失活経路は、三重項状態への系間交差(ISC)と非輻射であることが明らかになった。ホスフィン部分の酸化が三重項状態を相対的に不安定化するためISCが抑制される。予測では、実験値の量子収率が0.07から0.98への増加は、シミュレーションでは0.23から0.94への増加として再現された。HOMO-LUMOギャップの減少は蛍光スペクトルのレッドシフトを支持している。酸化されていない3価のP中心を持つチオフェン縮環体は、0.95という高い量子収率でを示した。理論解析からチオフェン置換によって誘起された比較的不安定化した三重項状態によって、ISC転移が阻害されることを示した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Spectral Tuning and Excitation-Energy Transfer by Unique Carotenoids in Diatom Light-Harvesting Antenna2024

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Kazuhiro J.、Seki Takuya、Minoda Takumi、Yanai Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 146 ページ: 3984~3991

    • DOI

      10.1021/jacs.3c12045

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extended theoretical modeling of reverse intersystem crossing for thermally activated delayed fluorescence materials2024

    • 著者名/発表者名
      Hagai Masaya、Inai Naoto、Yasuda Takuma、Fujimoto Kazuhiro J.、Yanai Takeshi
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 10 ページ: eadk3219

    • DOI

      10.1126/sciadv.adk3219

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Silico Screening and Experimental Verification of Near‐Infrared‐Emissive Two‐Boron‐Doped Polycyclic Aromatic Hydrocarbons2024

    • 著者名/発表者名
      Hattori Izumi、Hagai Masaya、Ito Masato、Sakai Mika、Narita Hiroki、Fujimoto Kazuhiro J.、Yanai Takeshi、Yamaguchi Shigehiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: なし ページ: e202403829

    • DOI

      10.1002/anie.202403829

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Artificial neural network encoding of molecular wavefunctions for quantum computing2023

    • 著者名/発表者名
      Hagai Masaya、Sugiyama Mahito、Tsuda Koji、Yanai Takeshi
    • 雑誌名

      Digital Discovery

      巻: 2 ページ: 634~650

    • DOI

      10.1039/D2DD00093H

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Local N-electron valence state perturbation theory using pair-natural orbitals based on localized virtual molecular orbitals2023

    • 著者名/発表者名
      Uemura Kazuma、Saitow Masaaki、Ishimaru Takaki、Yanai Takeshi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 158 ページ: 154110

    • DOI

      10.1063/5.0143793

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quantum chemical study on the anti-SARS-CoV-2 activity of TMPRSS2 inhibitors2023

    • 著者名/発表者名
      Kondo Akihiro、Fujimoto Kazuhiro J.、Yanai Takeshi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 25 ページ: 20597~20605

    • DOI

      10.1039/D3CP01723K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Insight into the Effect of Phosphorus Oxygenation on Nonradiative Decays: Comparative Analysis of P-Bridged Stilbene Analogs2023

    • 著者名/発表者名
      Inai Naoto、Yamaguchi Shigehiro、Yanai Takeshi
    • 雑誌名

      ACS Physical Chemistry Au

      巻: 3 ページ: 540~552

    • DOI

      10.1021/acsphyschemau.3c00038

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Analytic Nuclear Energy Gradients of State Averaged DMRG-CASSCF Theory2023

    • 著者名/発表者名
      T. Yanai
    • 学会等名
      17th International Congress of Quantum Chemistry (ICQC)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analytic Nuclear Energy Gradients of State Averaged DMRG-CASSCF Theory2023

    • 著者名/発表者名
      T. Yanai
    • 学会等名
      5th Conference of Theory and Applications of Computational Chemistry (TACC)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 人工知能と量子アルゴリムの融合による量子化学計算法の開発に成功

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2023/03/post-479.html

  • [備考] 珪藻の光合成アンテナの特異な光学機能を量子化学計算から解明

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2024/01/post-616.html

  • [備考] 次世代有機EL発光材料の発光効率の増幅効果を新理論から発見!

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2024/02/el-el.html

  • [備考] In-silico探索を使って近赤外蛍光分子を開発

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2024/04/in-silico.html

URL: 

公開日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi