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2013 年度 実績報告書

量子モンテカルロ-フラグメント分子軌道法による水の第一原理シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 23540451
研究機関神戸大学

研究代表者

田中 成典  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (10379480)

キーワード水 / 電子状態 / 量子モンテカルロ法 / フラグメント分子軌道法 / 経路積分法 / 積分方程式 / 核量子効果 / 第一原理計算
研究概要

本研究課題の最終年度として、量子モンテカルロ(QMC)法、フラグメント分子軌道(FMO)法、および関連した多体論的手法それぞれの整備を行い、また、それらを組み合わせて水の物性シミュレーションを実行した。まず、QMC法に関しては、昨年度論文投稿していた、水の電子状態を精密に計算した結果を報告した「Variational Quantum Monte Carlo with Inclusion of Orbital Correlations」がJournal of the Physical Society of Japanに掲載された。また、FMO法に関してもいくつかの論文発表・学会発表を行い、特に、レビュー論文「Electron-Correlated Fragment-Molecular-Orbital Calculations for Biomolecular and Nano Systems」をPhysical Chemistry Chemical Physics誌に発表し、この中でFMO法の水系への応用事例をまとめた。さらに、液体状態にある水の分子間相関を積分方程式の手法で解析する研究にも進展があり、実験結果を良く再現できる動径分布関数が計算でき、その成果を2編の論文(Chem. Phys. Lett.およびChem. Phys.)に発表した。研究プロジェクトの最終目標の一つである水の相構造の解明にまでは残念ながら現時点では到達できていないが、これら一連の理論的研究を通して、シミュレーションの手法による水系の第一原理的な解析の基盤が整った。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electron-Correlated Fragment-Molecular-Orbital Calculations for Biomolecular and Nano Systems2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, Y. Mochizuki, Y. Komeiji, Y. Okiyama, and K. Fukuzawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys

      巻: 16 ページ: 10310-10344

    • DOI

      10.1039/c4cp00316k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classical Density Functional Calculation of Radial Distribution Functions of Liquid Water2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka and M. Nakano
    • 雑誌名

      Chem. Phys

      巻: 430 ページ: 18-22

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2013.12.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Choline Ion Interactions with DNA Atoms Explain Unique Stabilization of A-T Base Pairs in DNA Duplexes: A Microscopic View2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, H. Tateishi-Karimata, S. Tanaka, N. Sugimoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 118 ページ: 379-389

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/jp406647b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accuracy of the Fragment Molecular Orbital (FMO) Calculations for DNA: Total Energy, Molecular Orbital, and Inter-Fragment Interaction Energy2014

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuzawa, C. Watanabe, I. Kurisaki, N. Taguchi, Y. Mochizuki, T. Nakano, S. Tanaka, Y. Komeiji
    • 雑誌名

      Comput. Theor. Chem.

      巻: 1034 ページ: 7-16

    • DOI

      10.1016/j.comptc.2014.02.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variational Quantum Monte Carlo with Inclusion of Orbital Correlations2013

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 82 ページ: 075001

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.075001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Triplet Correlations and Bridge Functions in Classical Density Functional Theory for Liquid Water2013

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka and M. Nakano
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett

      巻: 572 ページ: 38-43

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.04.005

    • 査読あり
  • [学会発表] 第一原理シミュレーションによる生体高分子の電子状態・ダイナミクス・輸送特性の解析

    • 著者名/発表者名
      田中成典
    • 学会等名
      日本磁気学会第190回研究会「生体物質の物理」
    • 発表場所
      中央大学駿河台記念館(東京)
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模シミュレーションの意義

    • 著者名/発表者名
      田中成典
    • 学会等名
      科学基礎論学会2013年度講演会ワークショップ「High Performance Computingの哲学」
    • 発表場所
      大阪大学大学院人間科学研究科(吹田キャンパス、大阪)
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理シミュレーションと創薬

    • 著者名/発表者名
      田中成典
    • 学会等名
      HPCIワークショップ2013
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring Theoretical Models for Water

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka
    • 学会等名
      The 5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      Todai-ji Culture Center (Nara)
    • 招待講演
  • [学会発表] Large-Scale Biomolecular Simulations on the Basis of Fragment Molecular Orbital Method

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka
    • 学会等名
      International Workshop on Eigenvalue Problems: Algorithms, Software and Applications in Petascale Computing (EPASA2014)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center (Tsukuba)
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-Scale Simulations for Complex Biomolecular Systems

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka
    • 学会等名
      Workshop on Current Topics in Nano Simulations (CT-NanoSim2014)
    • 発表場所
      University of Tsukuba (Tsukuba)
    • 招待講演
  • [備考] Shigenori Tanaka's Home Page

    • URL

      http://eniac.scitec.kobe-u.ac.jp/tanaka/index_en.html

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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