電極界面における電子移動のモンテカルロシミュレーション

电极界面电子转移的蒙特卡罗模拟

• 批准号: 07215233
• 负责人: 垣谷 俊昭
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagoya 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07215233/
• 关键词: 電極反応; 電極界面の構造; 電子移動; 非線形性; イオンの層構造; モンテカルロシミュレーション; 自由エネルギー曲線; 鏡像力

本研究ではモンテカルロシミュレーション計算により、電極界面での特異的なイオン配列の構造を明らかにし、電極界面での反応体と電極の間の電子移動に及ぼす効果を明らかにすることを目的とした。前年度までに電極界面のイオンと溶媒分子の運動に関するモンテカルロシミュレーションのプログラムを完成させており、スーパーコンピユーターを駆使し、大規模数値計算を行った。計算に用いたモデルでは、イオンと溶媒分子を球形に仮定し、それぞれの鏡像力を取り入れた。得られた結果の一つは、まず電圧がかかっていない場合、正イオンと負イオンが同数だけ金属面に吸着し第一層を形成し、それに対して、正負のイオンが再び配列して第二層を形成することである。溶媒分子の分布関数はイオンの相構造形成により、少し平坦になるが、大きな影響は受けなかった。次に電圧がかかって金属表面に負電荷が蓄積される場合には、圧倒的に多くの正イオンが金属表面に吸着し、第一層を作る。正イオンはそれに対して第二層も形成する。負イオンは、不思議なことに正イオンの第一層と第二層の中間域に第一層を形成し、それに接して第二層を形成する。すなわち、電圧下の電極界面では、正イオンと負イオンが交互に配列する相構造が実現していることを初めて実証した。得られた結果の二つ目は、強い相構造をもつ電極界面を通して得られる反応体と電極の間の電子移動は媒体の非常に大きな非線形性を通しておこっていることである。すなわち、始状態(反応体が中性状態)のエネルギーと終状態(反応体が電荷状態)のエネルギーの差を反応座標に選び、それに対して自由エネルギー曲線をシミュレーションのデータに基づいて求めた。その結果、始状態の自由エネルギー曲線は終状態のそれに比べて非常に広い幅を持った。極小点での曲率の比は約20になった。この性質は電圧のあるなしにかかわらず見られた。

In this study, the structure of the electrode interface and the specific structure of the electrode interface were demonstrated through the calculation of the electrode interface. The purpose of the reaction is the reaction of the electrode interface, the movement of electrons between the electrodes, and the effect of the electrode interface. The movement of solvent molecules at the electrode interface of the previous yearプログラムをComplete させており, スーパーコンピユーターを駆使し, large-scale numerical calculation を行った. Calculation uses the いたモデルでは, the イオンとsolvent molecule をspherical に仮定し, and the それぞれのmirror force をtakenれた. When you get the result of られたの一つは, まず电姧がかかっていない, positive イオンとnegative イオンがsame number だけmetal surface The first layer of adsorption is formed, the それに対して, the positive and negative のイオンが and the arranging of the second layer are formed, and the することである is formed. The distribution of solvent molecules is affected by the phase structure of the phase structure, which is small and flat, and large and flat. The sub-electric pressure is the negative charge that accumulates on the metal surface and the metal surface is absorbed, and the first layer is used for the first layer.正イオンはそれに対してThe second layer is formed する. Negative イオンは, incredible なことにpositive イオンのfirst layer とsecond layer のmiddle area にfirst layer をformed し, それにconnected してsecond layer をformed する.すなわち, electrode interface under electric pressure, positive イオン, negative イオンがinteraction, arrangement, phase structure, が実appear, していることをInitial めて実证した. The results of the られたの二つ目は、strong phase structure をもつelectrode interface を通してget られるreactive body とelectricity Extremely large electronic mobile media.すなわち, the initial state (neutral state of the reaction body), the final state (the charge state of the reaction body), the difference between the neutral state and the neutral state of the reaction bodyをReflection coordinates are selected, and それに対してfree エネルギーcurve をシミュレーションのデータにbaseづいてquest めた. The results of the initial state are free and the curve is the final state. The minimum point curvature ratio is about 20%.この性は电voltageのあるなしにかかわらず见られた.

项目成果

T.Kakitani: "Prensent and Future Perspectives of Theoretical Aspects of Photoinduced Charge Separation and Charge Recombination Reaction in Solution." Prog.Reation Kinetics. 20. 347-381 (1995)

T.Kakitani：“溶液中光致电荷分离和电荷复合反应理论方面的现在和未来展望。”

N.Matsuda et al.: "Examination of the Viability of the Collins-Kimball Model and Numerical Calculation of the Time-dependent Energy Gap Low of Photoinduced Charge Separation in Polar Solution." Chem.Phys.190. 83-95 (1995)

N.Matsuda 等人：“Collins-Kimball 模型的可行性检验以及极性溶液中光致电荷分离的时间相关能隙低的数值计算”。

A.Yoshimori et al.: "Effects of Diffusion on Geminate Charge・Recombination." Chem.Phys.201. 35-46 (1995)

A. Yoshimori 等人：“扩散对成对电荷·重组的影响”。Chem.Phys.201 (1995)。

A.Okada et al.: "Nonperturbative Calculation of Electronic Coupling for Electron Transfer Reaction in Proteins." J.Phys.Chem.99. 2946-2948 (1995)

A.Okada 等人：“蛋白质中电子转移反应的电子耦合的非微扰计算”。

R.Akiyama et al.: "Temperature Dependence of Femtosecond Excited State Dynamics of Beriorhodopsin Analyzed by the Fourier Trensform of Optical Absorption Spectra." J.Phys.Chem.99. 7147-7153 (1995)

R.Akiyama 等人：“通过光学吸收光谱的傅立叶趋势分析红视紫红质飞秒激发态动力学的温度依赖性”。