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2013 年度 研究成果報告書

量子多成分系分子理論システムの構築およびプロトニクス・ポジトロニクスへの展開

研究課題

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研究課題/領域番号 23350010
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
研究機関横浜市立大学

研究代表者

立川 仁典  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (00267410)

研究分担者 北 幸海  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 助教 (40453047)
志賀 基之  日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究員 (40370407)
長嶋 雲兵  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 総括研究主幹 (90164417)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード量子多成分系分子理論 / プロトニクス / ポジトロニクス / 量子モンテカルロ法 / 経路積分シミュレーション
研究概要

これまで我々は、従来の第一原理計算だけでは取り扱えない未知の領域を研究対象とするために、様々な多成分系分子理論を展開してきた。本研究では、(1)量子多成分系分子理論システムを構築した。具体的には、①高精度・大規模系に適用できる手法を開発すると同時に、②効率的並列計算のためのシステムを実装した。それにより、(2)高精度・大規模計算を実現した。具体的には①水素・陽子が関わるプロトニクスや②陽電子が関わるポジトロニクスに対して基盤情報を与えた。

  • 研究成果

    (55件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (54件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multi-component molecular orbital study on positron attachment to alkali-metal hydride molecules : nature of chemical bonding and dissociation limits in [LiH; e+]2014

    • 著者名/発表者名
      T. Oyamada and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Electron-nucleus correlation functional for multicomponent density-functional theory2014

    • 著者名/発表者名
      T. Udagawa, T. Tsuneda, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Development of multicomponent hybrid density functional theory with polarizable continuum model for the analysis of nuclear quantum effect and solvent effect on NMR chemical shift2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanematsu and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Accurate prediction of hyperfine coupling constants in muoniated and hydrogenated ethyl radicals : ab initio path integral simulation study with density functional theory method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada, Y. Kawashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Theor. Comput

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Theoretical investigation of the binding of a positron to vibrational excited states of hydrogen cyanide molecule2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kita and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Quantum Monte Carlo and high-level ab initio molecular orbital investigation of dissociation channels of the positronic alkali-metal hydrides, [XH;e+] (X = Li, Na, and K)2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, Y. Kita, M. Tachikawa, M. Towler, and R. J. Needs
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Theoretical investigation of a positron binding to aspartame molecule using the ab initio multi-component molecular orbital approach2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Oba and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] An Ab Initio Path Integral Molecular Dynamics Study of the Nuclear Quantum Effect on Out-of-plane Ring Deformation of Hydrogen Maleate Anion2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawashima and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Theor. Comput

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Molecular dynamics and principal components analysis for a self-assembled nanocube in aqueous solution2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mashiko, K. Yamada, T. Kojima, S. Hiraoka, U. Nagashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Why is N...Be distance of NH3H+...DBeH shorter than that of NH3D+...HBeH? Paradoxical geometrical isotope effects for partially isotope-substituted dihydrogen-bonded isotopomers2014

    • 著者名/発表者名
      T. Udagawa and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem

      巻: 35 ページ: 271-274

  • [雑誌論文] Geometric isotope effects on small chloride ion water clusters with path integral molecular dynamics simulations2013

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, K. Suzuki, U. Nagashima, M. Tachikawa, and S. Yan
    • 雑誌名

      Chem. Phys

      巻: 426 ページ: 38-47

  • [雑誌論文] Nuclear quantum effect on protonated Lysine with asymmetric low barrier hydrogen bond : ab initio path integral molecular dynamics study2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogata, M. Daido, Y. Kawashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 3 ページ: 25252-25257

  • [雑誌論文] Positron-attachment to nonpolar or small dipole CXY (X, Y = O, S, and Se) molecules : Vibrational enhancement of positron affinities with configuration interaction level of multi-component molecular orbital approach2013

    • 著者名/発表者名
      K. Koyanagi, Y. Takeda, T. Oyamada, Y. Kita, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys

      巻: 15 ページ: 16208-16213

  • [雑誌論文] Binding of a Positron to Nucleic Base Molecules and Their Pairs2013

    • 著者名/発表者名
      K. Koyanagi, Y. Kita, Y. Shigeta, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      ChemPhysChem (Communication)

      巻: 14 ページ: 3458-3462

  • [雑誌論文] Nuclear quantum effect and temperature dependency on the hydrogen-bonded structure of base pairs2013

    • 著者名/発表者名
      M. Daido, Y. Kawashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem

      巻: 34 ページ: 2403-2411

  • [雑誌論文] Ab initio path integral simulations for the fluoride ion-water clusters : Competitive nuclear quantum effect between F--water and water-water hydrogen bonds2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawashima, K. Suzuki, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 117 ページ: 5205-5210

  • [雑誌論文] Muon-electron hyperfine coupling constants of muoniated ethyl radical : a path integral simulations with semi-empirical molecular orbital study2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada, Y. Kawashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chin. J. Phys

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Theoretical study of substituent effect on the electronic excited states of chromophore in cyan fluorescent proteins2013

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, J. Koseki, Y. Kita, Y. Kawashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chin. J. Phys

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Theoretical Study of H/D Isotope Effects on Nuclear Magnetic Shieldings Using an ab initio Multi-Component Molecular Orbital Method2013

    • 著者名/発表者名
      T. Udagawa, T. Ishimoto, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 18 ページ: 5209-5220

  • [雑誌論文] Temperature dependence on the structure of Zundel cation and its isotopomers2013

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

      J. Chem. Phys

      巻: 138 ページ: 184307 (7)

  • [雑誌論文] Nuclear quantum effect on intramolecular hydrogen bond of hydrogen maleate anion : An ab initio path integral molecular dynamics study2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawashima and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett

      巻: 571 ページ: 23-27

  • [雑誌論文] Quantum chemical investigation of the Doppler broadening of positron annihilation radiation spectra in polymers2013

    • 著者名/発表者名
      K. Koyanagi, Y. Kita, K. Sato, Y. Kobayashi, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chin. J. Phys

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Path integral molecular dynamic study of nuclear quantum effect on small chloride water clusters of Cl-(H2O)1-42013

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, K. Suzuki, U. Nagashima, M. Tachikawa, and S. Yan
    • 雑誌名

      Chem. Phys

      巻: 419 ページ: 229-236

  • [雑誌論文] Theoretical analysis of phase transition temperature of hydrogen-bonded dielectric materials induced by H/D isotope effect2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimoto and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Progress in Theoretical Chemistry and Physics

      巻: B27 ページ: 303-329

  • [雑誌論文] Quantum fluctuation and vibrational dynamics of aqueous Cu+ and Ag+ clusters2013

    • 著者名/発表者名
      A. Koizumi, M. Tachikawa, and M. Shiga
    • 雑誌名

      Chem. Phys

      巻: 419 ページ: 44-49

  • [雑誌論文] Semiempirical investigations on the stabilization energies and ionic hydrogen-bonded structures of F-(H2O)n and Cl-(H2O)n (n=1-4) clusters2013

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, K. Suzuki, U. Nagashima, M. Tachikawa, and S. Yan
    • 雑誌名

      J. Theoret. Appl. Phys

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Theoretical analysis of the geometrical isotope effect on the hydrogen bonds in photoactive yellow protein with muti-component density functional theory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kita, H. Kamikubo, M. Kataoka, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys

      巻: 419 ページ: 50-53

  • [雑誌論文] Gold-standard coupled-cluster study of the ground-state chromium dimer cation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, K. Hongo, K. Egashira, Y. Kita, U. Nagashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett

      巻: 555 ページ: 84-86

  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Phase Transition and the H/D Isotope Effect of Squaric Acid2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimoto and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Ferroics and Multiferroics (Periodical of Solid State Phenomena)

      巻: 189 ページ: 169-177

  • [雑誌論文] Theoretical Study on Isotope Effect for Phase Transition Temperature of Mixed K3H1-xDx(SO4)2, Mixed (H1-xDx)2SQ, Tritiated TKHS, and T2SQ Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimoto and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Ferroelectrics

      巻: 433 ページ: 170-179

  • [雑誌論文] Ab initio path integral molecular dynamics simulations of F2H- and F2H3+2012

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki,H. Ishibashi, K. Yagi, M. Shiga, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Progress in Theoretical Chemistry and Physics

      巻: B26 ページ: 207-216

  • [雑誌論文] Temperature dependence of self-assembled molecular capsules consisting of gear-shaped amphiphile molecules with molecular dynamics simulations2012

    • 著者名/発表者名
      J. Koseki, Y. Kita, S. Hiraoka, U. Nagashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem

      巻: 113 ページ: 397-400

  • [雑誌論文] Vibrational enhancement of positron affinities for nonpolar carbon dioxide and carbon disulfide molecules : Multi- component molecular orbital study for vibrational excited states2012

    • 著者名/発表者名
      K. Koyanagi, Y. Kita, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem

      巻: 113 ページ: 382-385

  • [雑誌論文] Theoretical analysis of correlation between ionization threshold fluence in IR-MALDI and IR absorption spectrum of matrix molecules2012

    • 著者名/発表者名
      M. Hatakeyama, T. Mashiko, H. Hazama, K. Awazu, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem

      巻: 113 ページ: 125-129

  • [雑誌論文] Bound states of positron with simple carbonyl and aldehyde species with configuration interaction multi-component molecular orbital and local vibrational approaches2012

    • 著者名/発表者名
      M. Tachikawa, Y. Kita, and R. J. Buenker
    • 雑誌名

      New J. Phys

      巻: 14 ページ: 035004 (10)

  • [雑誌論文] Systematic theoretical investigation of positron-binding to amino acid molecules with ab initio multi-component molecular orbital approach2012

    • 著者名/発表者名
      K. Koyanagi, Y. Kita, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D

      巻: 66 ページ: 121 (7)

  • [雑誌論文] Quantum tautomerization in porphycene and its isotopomers : Path-integral molecular dynamics simulations2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshikawa, S. Sugawara, T. Takayanagi, M. Shiga, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys

      巻: 394 ページ: 46-51

  • [雑誌論文] Analytical optimization of orbital exponents in Gaussian-type functions for molecular systems based on MCSCF and MP2 levels of fully variational molecular orbital method2011

    • 著者名/発表者名
      N. Shimizu, T. Ishimoto, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Theor. Chem. Acc

      巻: 130 ページ: 679-685

  • [雑誌論文] Role of CH-pi interaction energy in self-assembled gear-shaped amphiphile molecules : Correlated ab initio molecular orbital and density functional theory study2011

    • 著者名/発表者名
      J. Koseki, Y. Kita, S. Hiraoka, U. Nagashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Theor. Chem. Acc

      巻: 130 ページ: 1055-1059

  • [雑誌論文] Quantum Proton Transfer in Hydrated Sulfuric Acid Clusters : A Perspective from Semiempirical Path Integral Simulations2011

    • 著者名/発表者名
      S. Sugawara, T. Yoshikawa, T. Takayanagi, M. Shiga, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 115 ページ: 11486 - 11494

  • [雑誌論文] Isotope effect of proton and deuteron adsorption site on Zeolite-Templated carbon using path integral molecular dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, M. Tachikawa, H. Ogawa, S. Ittisanronnachai, H. Nishihara, T. Kyotani, and U. Nagashima
    • 雑誌名

      Theor. Chem. Acc

      巻: 130 ページ: 1039-1042

  • [雑誌論文] Nuclear quantum effect on the hydrogen-bonded structure of guanine-cytosine pair2011

    • 著者名/発表者名
      M. Daido, A. Koizumi, M. Shiga, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Theor. Chem. Acc

      巻: 130 ページ: 385-391

  • [雑誌論文] Ab initio quantum Monte Carlo study of the binding of a positron to alkali-metal hydrides2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kita, R. Maezono, M. Tachikawa, M. Towler, and R. J. Needs
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 135 ページ: 054108 (5)

  • [雑誌論文] Ab initio path integral simulation of AgOH(H2O)2011

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

      Int. J. Quant. Chem

      巻: 112 ページ: 136-139

  • [雑誌論文] Theoretical study of the reversible photoconversion mechanism in Dronpa2011

    • 著者名/発表者名
      J. Koseki, Y. Kita, U. Nagashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Procedia Comput. Sci

      巻: 4 ページ: 251-260

  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation for irreversible feature of green fluorescent protein before and after photoactivation2011

    • 著者名/発表者名
      J. Koseki, Y. Kita, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 40 ページ: 476-477

  • [雑誌論文] Ab initio quantum chemical study on the mechanism of exceptional behavior of lysine for ion yields in MALDI - Role of vibrational entropic contribution in thermally averaged proton affinities -2011

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

      J. Mass Spectrometry

      巻: 46 ページ: 376-382

  • [雑誌論文] Path integral molecular dynamics for hydrogen adsorption site of zeolite-templated carbon with semi-empirical PM3 potential2011

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, M. Kayanuma, M. Tachikawa, H. Ogawa, H. Nishihara, T. Kyotani, and U. Nagashima
    • 雑誌名

      Comp. Theor. Chem

      巻: 975 ページ: 128-133

  • [雑誌論文] Nuclear quantum effect on the dissociation energies of cationic hydrogen clusters2011

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto, M. Shiga, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Comp. Theor. Chem

      巻: 975 ページ: 31-37

  • [雑誌論文] Theoretical investigations of nuclear quantum effect on molecular magnetic properties based on multi-component density functional theory2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kita and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Comp. Theor. Chem

      巻: 975 ページ: 9-12

  • [雑誌論文] A concerted mechanism between protron transfer of Zundel anion and displacement of counter cation2011

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

      J. Chem. Phys. (communication)

      巻: 134 ページ: 031101 (3)

  • [雑誌論文] Theoretical study on mechanisms of structural rearrangement and ionic dissociation in the HCl(H2O)4 cluster with path-integral molecular dynamics simulations2011

    • 著者名/発表者名
      S. Sugawara, T. Yoshikawa, T. Takayanagi, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett

      巻: 501 ページ: 238-244

  • [雑誌論文] Bound states of positron with nitrile species with configuration interaction multi- component molecular orbital approach2011

    • 著者名/発表者名
      M. Tachikawa, Y. Kita, and R. J. Buenker
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys

      巻: 13 ページ: 2701-2705

  • [雑誌論文] Nuclear quantum effect on hydrogen adsorption site of zeolite-templated carbon model using path integral molecular dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, M. Kayanuma, M. Tachikawa, H. Ogawa, H. Nishihara, T. Kyotani, and U. Nagashima
    • 雑誌名

      J. Alloys and Compounds

      巻: 509 ページ: 868-871

  • [備考]

    • URL

      http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~tachi/

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公開日: 2015-06-25  

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