2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K14436
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西本 佳央 京都大学, 福井謙一記念研究センター, 特定助教 (20756811)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 解析的微分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、大規模系の非共鳴ラマンスペクトルのシミュレーションを可能にすることである。このシミュレーションにはエネルギーの三次微分を計算する必要がある。従来の計算で用いてきた数値微分では、計算を容易に行うことができる代わりに数値的誤差を大きく含んでしまう問題がある。そこで、本研究ではエネルギーの三次微分を解析的に計算することで、数値的誤差の問題を解決する。また、大規模系の応用計算を行うことも目的としている。
本研究の目的自体は、昨年度までの研究でおおむね達成できたと言える。そこで今年度は、さらに研究を進めるために長距離補正の密度汎関数強束縛法を用いた理論開発に着手した。最終的な目的は非共鳴ラマンスペクトルのシミュレーションであるが、その前段階として線形応答の時間依存密度汎関数強束縛法の計算を可能にした。また、解析的一次微分を計算することで、励起状態における構造最適化を可能にした。この研究に関しては既に原稿にまとめ、投稿したところである。また、基底状態限定ではあるが、長距離補正の密度汎関数強束縛法を用いた解析的二次微分計算を可能にした。
本研究で主に用いている密度汎関数強束縛法は半経験的な手法であるため、その精度に関しては注意深く検討していかなければならない。そこで、ベンチマーク計算として有用と考えられる、多参照摂動理論の実装も部分的に行った。解析的一次微分を実装することにより、例えば正確な分子構造の計算が可能になったところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の目的である、解析的三次微分を計算することによる非共鳴ラマンスペクトルのシミュレーションは既に達成されている。さらに長距離補正の密度汎関数強束縛法への応用も検討しているため、当初の計画以上に進展していると言って良い。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策としては、まず今年度に実装した長距離補正の密度汎関数強束縛法を基にして、解析的三次微分の計算を可能にすることを考えている。また、多参照摂動理論に関する研究も進めたい。
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| Causes of Carryover |
当初はメモリを大量に積んだ計算機を導入する予定であったが、これまでの研究で対象としてきた系では既存の計算機で問題が生じなかった。これは、プログラムを改良した結果、想定以上にメモリを削減できることが分かったためである。しかし、メモリ必要量は系のサイズの三乗に比例していくため、次年度以降さらに大規模系の計算を可能にするために、やはりメモリを大量に積んだ計算機を導入する予定である。
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