電場中の分子の電子状態とその反応性に関する理論的研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14077215
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 小関 史朗 大阪府立大学, 総合科学部, 教授 (80252328)
• Keywords: 分子軌道並列計算 / ポテンシャルエネルギー面 / 電場中の解離反応 / 量子制御理論 / 分子デバイス設計

Research Abstract

分子の基底状態および電子的励起状態について高速計算を行うための量子化学計算ソフトウエアGAMESSの並列化の開発成果をいくつかの学会にて発表した.また,このソフトウエアを用いてレーザ制御の研究に必要とされる分子のポテンシャルエネルギー曲面の計算を行った.業績リストに示すように,dynamicsの研究グループと共同研究を行い,helical chiralityをレーザ制御する場合とaxial chiralityを有する分子モータモデル,そして強レーザ場における二酸化炭素のイオン化解離反応について論文として発表することができた.後者の二酸化炭素については,さらに研究を進め,より詳細な解析を実行し論文報告の準備をしている.
なお,近年の計算機の低価格化に伴い,本年度はSpecfp2000が700以上のCPUを有する最新型の計算機を3台導入することができ,上記計算をスムーズに行うことができた.現在は,dynamicsの研究グループとエタノールの強レーザ場における解離反応に研究を行うとともに,強レーザ場における電子状態(時間依存)の計算手法について検討中である.加えて,分子モータの制御を目的として,モデル分子であるbinaphthyl分子の分子内回転ポテンシャルエネルギー面の構築も試みている.binaphthylは鏡映体を有し,分子内回転の途中で2つの鏡映体を経由する複数の回転経路が存在し,さらに複数の分子振動が関与するため,分子内回転の経路を特定するが難しい.現在はこの困難さを克服すべく検討中である.

Research Products

• [Publications] S.Koseki, Y.Ishihara, M.S.Gordon, et al.: "Dissociation Potential Curves of Low-Lying States in Transition Metal Hydrides. I. Hydrides of Grou 4"Journal of Physical Chemistry A. 106. 785-794 (2002)
• [Publications] H.Umeda, S.Koseki, M.W.Schmidt, et al.: "Benchmark Tests on Parallelized MCQDPT2 Calculations with GAMESS"Information Processing Society of Japan. 43. 905-913 (2002)
• [Publications] H.Umeda, S.Koseki, M.W.Schmidt, et al.: "Parallelization of Routines for Multi-Reference Perturbation Calculation in GAMESS"High Performance Computing Symposium. 27-33 (2002)
• [Publications] H.Umeda, S.Koseki, Y.Fujimura, et al.: "Quantum Control of Molecular Chirality : Optical Isomerization of Difuluorobenzo[c]phenanthrene"Journal of American Chemical Society. 124. 9265-9271 (2002)
• [Publications] K.Hoki, S.Koseki, Y.Fujimura, et al.: "Molecular Motors Driven by Laser Pulses : Role of Molecular Chirality and Photon Helicity"Journal of Chemical Physics. 118. 497-504 (2002)
• [Publications] A.Toyota, S.Koseki, et al.: "A Pseudo-Jahn-Teller Distortion from Planarity in Heterocyclic Seven-and Eight-Membered Ring Systems with eight pi electrons"Journal of Physical Chemistry A. 107(in print). (2003)
• [Publications] Hirohiko Kono, Shiro Koseki: ""Laser Control and Manipulation of Molecules", edited by Yuichi Fujimura, et al. American Chemical Society Symposium Series 821"Intense-Laser-Induced Electron Transfer and Structure Deformation of Molecules. 18 (2002)