凝縮系における光化学過程の微視的理論

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1.水中の酸電離プロトン移動の分子的機構について、塩酸とフッ化水素酸を比較しながら議論した。これら二種のハロゲン酸について、酸の強さの差異の原因、プロトン移動の量子的断熱性、多重プロトン移動機構、弱酸のイオン再結合反応機構について、微視的モデルに基づいて議論した。2.タンパク質シミュレーションにおけるアミノ酸側鎖の電子分極効果を取り入れるために、電子陰性度平衡化法の開発と改良を行った。この方法は、動力学計算に応用した場合に電荷およびエネルギーの発散がしばしば起こるという問題があるが、これについて根本的な解決となり得る新手法を開発し、水溶媒中の電子移動反応系へ応用した。3.発色団を持つ有機分子の、(主に極性)溶媒中における電子状態ゆらぎを量子化学的に記述し、動力学シミュレーションと組合わせる計算手法と基礎理論の開発を行った。分極効果は、基本的に一電子励起配置で記述されるが、それでも考慮すべき配置の数は非常に多い。ここでは、局在化分子軌道の組を基底とし、射影演算子法を応用することによって重要な配置を選び出す新手法を開発した。これを動力学シミュレーションと組合わせることによって、吸収・発光スペクトルへの動的溶媒効果を調べる研究を進めている。4.メチルクロロメタン液体の分子シミュレーションを行うための相互作用ポテンシャルパラメータを、非経験的分子軌道計算に基づいて決定した。分子動力学シミュレーションから得た動径分布関数などを実験データと比較した。さらに、より微視的な液体構造について議論を試みた。