擬縮重多電子系の理論展開と実在系の解明

赝简并多电子系统的理论发展和实际系统的阐明

基本信息

批准号：
20038036
负责人：
奥村光隆
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

実在系の第一原理計算では、少ない計算機資源で効率良く電子相関効果を取り入れるかという点が大きな問題となる。現在最も用いられているHF法などの単一行列式によるアプローチは、基底関数の四乗の計算機コストで実行可能である。且つ、長距離クーロン相互作用をカットオフするなど、オーダーN的な手法が益々進歩する事を考えると、この単一行列式によるアプローチは今後も続くものと考えられる。動的電子相関は非常に高速化されたMP法やあるいはDFT法、ハイブリッドDFT法等により取り入れる事が可能であるが、静的な電子相関効果に関しては、構造依存性が大きい為、取り込む事は難しい。一つのアプローチはα電子とβ電子を違う軌道に帰属させて計算するBS法である。BS法は、非常に簡便に静的電子相関を取り入れる事ができ、化学結合の解離や局在スピンが表現できる為、物性や化学反応の解析において大変有用である。また、計算機コストも平均場近似レベルで収まる事から、現在、巨大な強相関電子系の計算に盛んに用いられている。しかし、BS法には、波動関数に高次のスピン状態が混入してしまうという致命的な欠点がある。このスピン混入は波動関数自身にあらわれる為、構造など様々な所に影響を及ぼす。山口らにより提案された近似スピン射影法は、この問題に対し、低スピン状態と高スピン状態のエネルギー等を用いて、スピン混入を近似的に取り除いたエネルギーを求める手法で、少ないコストで非常によくその誤差を乗り除くことができる。本特定領域研究では、これを用いた構造最適化法を開発し、さらに遷移状態計算を可能とすると共に振動数解析も可能とした。

在实际系统的第一性原理计算中，一个主要问题是如何利用有限的计算机资源有效地结合电子相关效应。单行列式方法，例如当前最常用的 HF 方法，可以用等于基组的四次方的计算成本来实现。此外，考虑到诸如切断长程库仑相互作用之类的 N 阶方法正在不断取得进展，这种使用单个行列式的方法很可能在未来继续下去。动态电子相关效应可以使用极高速MP方法、DFT方法、混合DFT方法等来合并，但静态电子相关效应由于其结构依赖性强而难以合并。一种方法是 BS 方法，它将 α 和 β 电子分配到不同的轨道。 BS 方法在分析物理性质和化学反应方面非常有用，因为它可以很容易地结合静态电子相关性并表达化学键的解离和局部自旋。另外，由于计算机成本降低到平均场近似水平，目前广泛应用于巨型强关联电子系统的计算。然而，BS方法有一个致命的缺点，即高阶自旋态混入波函数中。由于这种自旋包含物出现在波函数本身中，因此它会影响结构等各个区域。 Yamaguchi等人提出的近似自旋投影方法通过利用低自旋态和高自旋态的能量来寻找近似消除自旋污染的能量来解决这个问题，并且非常具有成本效益，可以轻松克服该误差。。在这个特定领域的研究中，我们使用该方法开发了一种结构优化方法，使得可以进行过渡态计算以及频率分析。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

潜在的に反芳香族性を持つzwitterionにおける非線形光学効果の理論的研究

潜在反芳香两性离子非线性光学效应的理论研究

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林;中薗;川田;竹内;山邊;小林久芳・川田曜士・三浦俊子・竹内信行;小林久芳・今堀文夫・三浦俊子・竹内信行;T.Kawakmi;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Nakanishi;M.Okumura;T.Saito;T.Saito;T. Saito;M. Shoji;M. Shoji;Y. Kitagawa;M. Okumura;奥村光隆;中西康之;斎藤徹;山田悟
通讯作者：
山田悟

Theory of Chemical Bonds in Metalloenzymes XI : Full Geometry Up lamization and Vibration Analysis of Porphyrin Iron-Oxo Species

金属酶化学键理论 XI：卟啉铁氧物种的全几何向上层析和振动分析

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Int. J. Quant. Chem 108
影响因子：
0
作者：
小林;中薗;川田;竹内;山邊;小林久芳・川田曜士・三浦俊子・竹内信行;小林久芳・今堀文夫・三浦俊子・竹内信行;T.Kawakmi;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Nakanishi;M.Okumura;T.Saito;T.Saito;T. Saito;M. Shoji;M. Shoji
通讯作者：
M. Shoji

Theoretical Calculations of the Characteristics of Precious Metal Clusters

贵金属团簇特性的理论计算

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
AIP conf. Proc. 1046
影响因子：
0
作者：
小林;中薗;川田;竹内;山邊;小林久芳・川田曜士・三浦俊子・竹内信行;小林久芳・今堀文夫・三浦俊子・竹内信行;T.Kawakmi;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Nakanishi;M.Okumura;T.Saito;T.Saito;T. Saito;M. Shoji;M. Shoji;Y. Kitagawa;M. Okumura
通讯作者：
M. Okumura

Theoretical studies on electronic structures and magnetic interactions of K-4[Pt-2(pop)(4)X] center dot 2H(2)O (X=Cl, Br) complexes

K-4[Pt-2(pop)(4)X]中心点2H(2)O(X=Cl,Br)配合物电子结构和磁相互作用的理论研究

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Polyhedron 28
影响因子：
0
作者：
小林;中薗;川田;竹内;山邊;小林久芳・川田曜士・三浦俊子・竹内信行;小林久芳・今堀文夫・三浦俊子・竹内信行;T.Kawakmi;Y.Kitagawa
通讯作者：
Y.Kitagawa

非制限計算法でのビラジカル系の構造最適化におけるスピン混入誤差の影響

使用无限制计算方法自旋混合误差对双自由基系统结构优化的影响

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林;中薗;川田;竹内;山邊;小林久芳・川田曜士・三浦俊子・竹内信行;小林久芳・今堀文夫・三浦俊子・竹内信行;T.Kawakmi;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Kitagawa;Y.Nakanishi;M.Okumura;T.Saito;T.Saito;T. Saito;M. Shoji;M. Shoji;Y. Kitagawa;M. Okumura;奥村光隆;中西康之;斎藤徹;山田悟;西原慧径;北河康隆
通讯作者：
北河康隆