Development of Higher-Order Analytic Derivatives and Applications to Large Systems

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K14436
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Nishimoto Yoshio 京都大学, 理学研究科, 助教 (20756811)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 計算化学 / 量子化学

Outline of Final Research Achievements

The main purpose of this study is to make it possible to simulate infrared and non-resonance Raman spectra by implementing higher-order analytic derivatives for the density-functional tight-binding method. These simulations have been realized indeed, and those by the LC-DFTB method, which includes long-range corrections, have been done too. Additionally, excited state calculations using the LC-DFTB method and analytic first-order derivatives for a multireference perturbation theory have been realized.

Free Research Field

量子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題で開発した計算手法は、これまで計算できなかった規模でのシミュレーションを可能にする。このため、従来より大きな分子に対して、実験で得られる赤外分光・非共鳴ラマンスペクトルの比較が可能となりうる。
また励起状態計算は、光が関与する化学反応に関わっている。特に蛍光はデバイスのみならず生体系での応用も期待されている。本研究課題で開発した計算手法は、発光や失活機構の解明や分子デザインに役立つ可能性がある。