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Development of machine-learned electron correlation method considering nonlocal correlation and relativistic effect

考虑非局域相关和相对论效应的机器学习电子相关方法的发展

基本信息

批准号：
21K05002
负责人：
五十幡康弘
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1. 深層学習モデルにおける配座データの影響に関する検証分子物性を予測するための機械学習モデルを構築する際，通常，一つの分子につき一つの分子グラフや立体構造を用いるが，その配座異性体のアンサンブルは考慮されないことが多い。柔軟な分子は配座異性体を始めとする複数の立体配置で存在しているため，これらを考慮したデータを元に機械学習を行うことで，より多様な物性を高精度に再現できると考えられる。そこで，配座探索を行った結果得られる最安定構造のみを含むデータセットおよび，配座異性体のアンサンブルからなるデータセットについて深層学習モデルを学習した。予測精度を比較した結果，配座異性体を学習に用いた方が密度汎関数理論（DFT）計算による最安定構造のHOMO-1からLUMO+1の軌道エネルギーを再現でき，配座異性体を学習データに加えることの有用性が示された。2. 局所応答分散力法による分散力係数に関する検証局所応答分散力（LRD）法は，電子密度から分散力補正エネルギーを計算する手法であり，DFT計算において非局所電子相関を扱う方法の一つである。LRD法で得られる分散力係数は，最低次のC6係数はパラメータフィッティングにより良い精度であるが，高次の分散力係数は過大評価する傾向がある。C8およびC10係数に対して密度勾配項の係数を最適化することで，貴ガス二量体に対するC8およびC10係数の平均絶対誤差を134.28%から3.94%に抑えることができた。LRD法の表式はスピン分極に依存しない。非局所相関汎関数であるvdW-DFにおけるスピン分極への拡張は，LRD法に適用することができる。静的分極率の数値検証の結果，スピン分極に依存した表式は水素原子では有効であるが，アルカリ金属原子では分極率を大幅に過小評価する結果となり，スピン分極に依存しない表式の妥当性が示された。

1. In-depth study of the molecular physical properties of the molecular system is very important. In general, the molecular structure, the molecular weight, the molecular weight, There are many problems in the configuration of flexible molecules, such as seating, sex, complex, stereoscopic configuration, mechanical mechanics, physical properties, high precision and so on. The result of the study of seating is that it is the most stable to make it possible that you will learn more about sex, body, sex, and so on. According to the results of precision comparison, seating sexology uses the square density mathematical theory (DFT) to calculate the stability of HOMO-1, LUMO+1, and reappearance, while seating sexology shows its usefulness. two。 The dispersion force method, the dispersion force method, the dispersion force method, The number of dispersion forces is obtained by LRD method, the lowest order is C6, the accuracy is high, and the number of high-order dispersion forces is higher. C8