ポテンシャル曲面上の極限的反応経路図の完全探索とその応用

势面极限反应路径图全检索及其应用

基本信息

批准号：
04F04118
负责人：
大野公一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04118/
关键词：
Reaction Pathways Potential Energy Surface Equilibrium Structure Transition States Scaled Hyper Method Reaction pathways Equilibrium structures Transition states Scaled Hypersphere method

项目摘要

Scaled Hypersphere(SHS)法は、ポテンシャルエネルギー面を探索する強力な手法であり、少数の分子の関係する反応の研究に有効である。本研究では、孤立系である大気層ならびに宇宙空間での反応に着目して反応経路を計算した。小さな炭素クラスターは、星間分子や宇宙化学などとも関連しており、その生成過程に非常に興味が持たれている。本研究課題では、SHS法を用いて6原子までの小さな炭素クラスターのポテンシャルエネルギー面を計算し、異性化反応と解離のチャンネルに沿って生成物のエネルギー関係を完全に探索した。これらの化合物の特定電子状態のポテンシャルエネルギー面を信頼できる手法とレベルで調べることは、大気層の上空および地表付近で起こっている化学反応について実験的手法によらずに研究する事に繋がる。また、この研究課題と関連して、走査型トンネル顕微鏡による半導体表面上での炭化水素化合物の吸着過程を研究し、炭化水素の分子集合を観測した。この結果は、炭素化合物のポテンシャルエネルギー面上の分子の運動についての計算結果と結びつけることが出来た。このような実験と密接に関連した理論的研究は、ダイアモンドや炭化ケイ素の薄膜を蒸着によって生成する中間生成物を知るために非常に有効である。計算は、3重項状態と1重項状態を密度汎関数法を使って行い、エネルギーはCCSD(T)法を用いてより正確に見積もった。

缩放超球面 (SHS) 方法是探索势能面的强大方法，对于研究涉及少量分子的反应非常有用。在这项研究中，我们重点研究了大气层和外层空间中的反应（这些都是孤立的系统），并计算了反应路径。小碳团簇还与星际分子和天体化学有关，它们的形成过程非常有趣。在本研究项目中，我们利用SHS方法计算了最多6个原子的小碳簇的势能面，并全面探索了产物沿异构化反应和解离通道的能量关系。使用可靠的方法和水平研究这些化合物的特定电子态的势能表面将导致不依赖实验方法而研究发生在大气层之上和地球表面附近的化学反应。此外，结合本研究课题，我们利用扫描隧道显微镜研究了碳氢化合物在半导体表面的吸附过程，并观察了碳氢化合物的分子聚集。该结果能够与碳化合物势能面上分子运动的计算结果相关联。与此类实验密切相关的理论研究对于理解金刚石和碳化硅薄膜气相沉积产生的中间产物非常有效。使用密度泛函理论对三重态和单重态进行计算，并使用 CCSD(T) 方法更准确地估计能量。