多電子励起空間を効率的に繰り込んだ新規分極伝播関数の開発

近年、新しい光触媒や高効率太陽電池の開発に向けて、光照射による電子励起状態を経由して機能性を発現する分子の研究が盛んに行われており、反応機構の理論的解析が強く望まれている。しかし、光機能性材料として注目される有機高分子、多核金属錯体などの大規模系を高精度に扱え、ゴールデンスタンダードと呼べる電子励起状態計算手法は未だ確立されていない。本研究では、簡便かつ系統的な近似精度の向上が望める電子励起状態計算手法として、分極伝播関数に基づく新たな電子励起状態計算手法の構築を目的とした。この目的のもと、初年度は、新規分極伝播関数の基礎部分を構成する三電子励起空間の繰り込みについて重点的に研究した。二電子励起空間は一電子励起空間と直接結合しているが、三電子励起は非結合部分であるため通常は考慮されない。しかし、現在の高精度電子状態計算理論は、電子配置間の相互作用を見積もり、広大な配置空間をすべて対角化することで多電子励起を考慮している。伝播関数法では相互作用を繰り込むことで対角化を回避できることが利点であるため、三電子励起空間の繰り込み方法を検討した。その結果、二電子励起空間に三電子励起の効果を繰り込み、その補正された二電子励起空間を結合することで、多電子励起空間を考慮した伝播関数の構築に着目した。第二年度からは、初年度に定めた基礎理論の指針に沿って、分極伝播関数の計算プログラムの開発に取り組んでいる。また、これと並行して、導出した三電子励起空間の行列要素を解析し、効率的な繰り込み手法の構築に取り組んでいる。

近年、新しい光触媒や高効率太陽電池の開発に向けて、光照射による電子励起状態を経由して機能性を発現する分子の研究が盛んに行われており、反応機構の理論的解析が強く望まれている。しかし、光機能性材料として注目される有機高分子、多核金属錯体などの大規模系を高精度に扱え、ゴールデンスタンダードと呼べる電子励起状態計算手法は未だ確立されていない。本研究では、簡便かつ系統的な近似精度の向上が望める電子励起状態計算手法として、分極伝播関数に基づく新たな電子励起状態計算手法の構築を目的とした。この目的のもと、初年度は、新規分極伝播関数の基礎部分を構成する三電子励起空間の繰り込みについて重点的に研究した。二電子励起空間は一電子励起空間と直接結合しているが、三電子励起は非結合部分であるため通常は考慮されない。しかし、現在の高精度電子状態計算理論は、電子配置間の相互作用を見積もり、広大な配置空間をすべて対角化することで多電子励起を考慮している。伝播関数法では相互作用を繰り込むことで対角化を回避できることが利点であるため、三電子励起空間の繰り込み方法を検討した。その結果、二電子励起空間に三電子励起の効果を繰り込み、その補正された二電子励起空間を結合することで、多電子励起空間を考慮した伝播関数の構築に着目した。第二年度からは、初年度に定めた基礎理論の指針に沿って、分極伝播関数の計算プログラムの開発に取り組んでいる。また、これと並行して、導出した三電子励起空間の行列要素を解析し、効率的な繰り込み手法の構築に取り組んでいる。