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2015 年度 実績報告書

複素座標法と解析的微分法で最適化した光イオン化断面積の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 24550032
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

藪下 聡  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50210315)

研究分担者 岩田 末廣  慶應義塾大学, 理工学部, 訪問教授 (20087505)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード複素基底関数法 / 光イオン化断面積 / 非同次シュレディンガー方程式 / 複素Slater型軌道 / 複素Gauss型軌道 / even-tempered 基底関数 / 分子間相互作用
研究実績の概要

1.多電子分子系の光イオン化断面積の定量的評価のために、特に連続状態波動関数を表現することのできる基底関数の開発を行っている。昨年度までの研究で、光イオン化過程は束縛連続状態間遷移であり半衝突過程の1種であることを用いて、その量子遷移を非同次シュレディンガー方程式を用いて扱い、特に終状態の散乱状態を、その変分計算による複素数一次摂動解の虚数部分から得る一連の計算手法を開発した。
2.複素数軌道指数を持つスレーター型軌道(cSTO)を使って、振動数依存分極率の変分計算により最適化し、さらにWKB解に接続することで、位相のずれを高精度に得て、光電子の角度依存性まで計算することができた。しかし分子計算に必要な複素ガウス型軌道(cGTO)では意味のある解に収束しなかった。
3.cSTOを最小二乗法によってN個のcGTOで表現するcSTO-NG基底関数を準備した。
4.今年度はこの基底関数を水素原子の光イオン化過程の異方性パラメータの計算に応用し、cSTOそのものとほぼ同程度の精度を得ることができた。ただし、この計算では原始基底関数の個数が数10個にもなり、多電子分子系への適用を困難にする。そこで基底関数の他の構築方法として、
5.空間的になめらかな振動を表現するには、GTOの軌道指数は実数のままにし展開係数の方を複素数化する方法を考えた。実際、20個の実数GTOの軌道指数が等比級数をなすように固定し、その振動数依存分極率を、さらに1個追加したcGTOの複素数軌道指数について最適化した結果、cSTOの結果と同程度の計算精度を得ることに成功した。
6.分担研究者である岩田氏は、複雑な電子状態、特に分子間相互作用の解析のために、局所射影分子軌道摂動論の構築とその高並列計算プログラム、および水素結合ネットワーク系における、非加成的相互作用の解析方法を開発した。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interpretation of Semiclassical Transition Moments through Wave Function Expansion of Dipole Moment Functions with Applications to the OH Stretching Spectra of Simple Acids and Alcohols2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Takahashi, Kaito Takahashi, and Satoshi Yabushita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry, A

      巻: 119 ページ: 4834-4845

    • DOI

      DOI:10.1021/acs.jpca.5b02050

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Near IR Emitting Red-Shifting Ratiometric Fluorophores Based on Borondipyrromethene2015

    • 著者名/発表者名
      Hiruta, Yuki; Koiso, Hikaru; Ozawa, Hitoshi; Sato, Hiroyasu; Hamada, Kensaku; Yabushita, Satoshi; Citterio, Daniel; Suzuki, Koji
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 ページ: 3022-3025

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.orglett.5b01299

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Interference Effects Theoretically Found in the Photodissociation Processes of the Second Absorption Bands of ICl and IBr Molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Takahide Matsuoka and Satoshi Yabushita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry, A

      巻: 119 ページ: 9609-9620

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.jpca.5b05146

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrogen-Bonded Networks in Hydride Water Clusters, F-(H2O)n and Cl-(H2O)n: Cubic Form of F-(H2O)7 and Cl-(H2O)72015

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Ishibashi, Suehiro Iwata, Kaoru Onoe, Hidenori Matsuzawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry, A

      巻: 119 ページ: 10241-10233

    • DOI

      DOI:10.1021/acs.jpca.5b07244

    • 査読あり
  • [学会発表] Morseポテンシャルの量子準位間の遷移強度に関する理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      西 孝哲、高橋 博一、藪下 聡
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同支社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 直鎖ポリインの最低変角振動数モードの基音励起に関する振動・回転スペクトルの理論予測とその炭素鎖長依存性の解析2016

    • 著者名/発表者名
      露木 雅文、金森 英人、藪下 聡
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同支社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 複素基底関数法と自由完員関数法を用いた水素分子自動イオン化状態の共鳴位置と幅の高精度計算2016

    • 著者名/発表者名
      伊東 容、渡邊 輝比古、藪下 聡
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同支社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] ICN分子の光解離反応の漸近領域に関する理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      鹿志村達彦、池崎智哉、太田悠介、藪下聡
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同支社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Calculations of Photoionization Cross Sections and Resonance State Energies with Optimized Complex Basis Functions2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yabushita
    • 学会等名
      The seventh Asia-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry, (APCTCC7)
    • 発表場所
      Kaohsiung (Taiwan)
    • 年月日
      2016-01-25 – 2016-01-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of Next-Nearest-Neighbor Hydrogen Bonds on Strength of Hydrogen Bonds2016

    • 著者名/発表者名
      Suehiro Iwata
    • 学会等名
      Seventh Asia-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry
    • 発表場所
      Kaohsiung(Taiwan)
    • 年月日
      2016-01-25 – 2016-01-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum interference effect observed in various properties of photofragments of simple molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Takahide Matsuoka, Satoshi Yabushita
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum and semiclassical studies of weak adjacent substituent effect on the overtone intensities for the XH (X=C,O) stretching vibrations2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Takahashi, Kaito Takahashi, and Satoshi Yabushita
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibrational analysis for polyynes of various lengths using local mode model and vibrational self-consistent field method2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tsuyuki, H. Kanamori, S.Yabushita
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of complex orbital exponents by analytical gradient method for photoelectron angular distributions2015

    • 著者名/発表者名
      Rei Matsuzaki and SatoshiYabushita
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of hydrogen bond energies and hydrogen bonding networks in water clusters using the locally projected molecular orbital perturbation theory2015

    • 著者名/発表者名
      Dai Akase, Misako Aida, Koichi Ohno, Suehiro Iwata
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Studies of the Intensities for XH (X=C,O) Stretching Vibrations2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yabushita
    • 学会等名
      Theoretical Symposium “Frontiers of Quantum Chemistry”,
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県・西宮市)
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポリインのπg+πu結合音吸収強度のローカルモード描像による理論解析2015

    • 著者名/発表者名
      露木雅文、金森英人、藪下聡
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] OH基の振動に伴って生じる酸とアルコールの分子内電荷分布の変化に関する理論研究2015

    • 著者名/発表者名
      保坂遼、露木雅文、佐々木貴雅、藪下聡
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] Ln-COT錯体の電子構造における電子相関効果の影響2015

    • 著者名/発表者名
      中條恵理華,増田友秀,藪下聡
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] ICN分子のdynamical state間の非断熱遷移に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      鹿志村達彦、池崎智哉、太田悠介、藪下聡
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 水クラスター(H2O)n(n>=8)内の水素結合エネルギーと水素結合ネットワークの解析:GRRM 法による探索とLPMO PTによる解析2015

    • 著者名/発表者名
      赤瀬大、相田美砂子、大野公一、岩田末廣
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] Non-additivity in Hydrogen Bond Strength: Analysis with Perturbation Theory based on Locally Projected Molecular Orbitals2015

    • 著者名/発表者名
      Suehiro Iwata
    • 学会等名
      Recent Advances in Electronic Structure Theory (RAEST2015)
    • 発表場所
      Nanjing (China)
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-06
    • 国際学会
  • [学会発表] c-積の意味で規格化された複素STO-NG基底の作成とその光イオン化断面積の計算への応用2015

    • 著者名/発表者名
      松崎黎、 藪下 聡
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-22
  • [学会発表] 量子論および半古典論による分子内OH伸縮振動の基音及び高次倍音吸収強度2015

    • 著者名/発表者名
      高橋 博一、高橋 開人、藪下 聡
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-22
  • [学会発表] Dynamical State表現を用いたICN分子の光解離生成物CNの回転微細構造準位に見られる非統計性に関する理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      鹿志村 達彦,太田 悠介,池崎 智哉, 藪下 聡
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-22
  • [学会発表] ハロゲン-水クラスター中におけるイオン-水間および水-水間結合の強さを決める因子2015

    • 著者名/発表者名
      石橋千晶、 岩田末廣、 尾上薫、 松澤秀則
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-22
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部化学科藪下研究室、理論化学研究室

    • URL

      http://sepia.chem.keio.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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