振動ダイナミクスの新しい理論と水素結合系への応用

振动动力学新理论及其在氢键体系中的应用

• 批准号: 20050006
• 负责人: 八木 清
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: University of Yamanashi (2009)The University of Tokyo (2008)
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20050006/
• 关键词: 分子振動; 量子化学計算; 量子動力学; 非調和計算; 量子ダイナミクス; 非調和

本研究課題は水素結合系の動的挙動の理論的解明を目的としている。その第一歩として昨年度は新しい理論的手法(振動擬縮退摂動論,瞬間振動状態解析法)を開発した。本年度は代表的な水素結合クラスターであるグアニン・シトシン塩基対に対し開発した理論を適用した。実験で観測されているブロードな水素伸縮バンドの再現に成功し,ブロードニングの起源を理論的に解明した。グアニン・シトシン(GC)塩基対は81個の振動自由度を持ち,従来の方法ではこの大きさの分子を量子的に扱うことは不可能であった。最近我々が開発した,非調和ポテンシャルを効率的に生成するMultiresolution法と振動Schrodinger方程式の高速解法である振動擬縮退摂動論はこれを可能にした。GC塩基対を始め水素結合を持つ系では,赤外吸収スペクトルのOH/NH伸縮バンドが大きなred shiftと数百cm^<-1>に渡るブロード化を伴うことがよく知られていたが,その起源はこれまで明らかではなかった。我々の非調和計算は3000cm^<-1>付近のブロードな特徴を再現し,波動関数の中身を解析することでブロードニングの機構を明らかにすることができた。時間依存の側面では～100fsの超高速振動エネルギー緩和が伴うことが示唆された。また,非調和定数と調和振動数をベースに振動モード間の非調和カップリングの強さを定性的に予測ずる指数を提案した。

The purpose of this study is to clarify the dynamic theory of water element combination system. The first step of the new theory (vibration quasi-contraction theory, instantaneous vibration state analysis method) was developed. This year's report is based on the theory of water element integration. The theory of the origin of the virus is explained by the success of the reproduction of the virus The basic principle of the 81 vibrational degrees of freedom is to maintain the same, and the method of the quantum of the molecule is impossible. Recently, we have developed a multi-resolution method for solving the vibration Schrodinger equation. GC base pairs start to combine with water elements, and the OH/NH expansion of the red shift and hundreds of cm of the red shift and the origin of the red shift and the OH/NH expansion of the red shift and hundreds of cm <-1>of the red shift. The non-harmonic calculation of 3000 cm is <-1>based on the reconstruction of the characteristics of the near surface, and the analysis of the ratio is based on the structure of the surface. The time-dependent bottom surface is ~100fs and the ultra-high speed vibration is reduced. For example, the number of non-harmonic vibrations and the number of harmonic vibrations are proposed.

项目成果

On the validity of the Born-Oppenheimer separation between the low- and high-frequency anharmonic vibrations in FHF- and the accuracy of the diagonal corrections

关于 FHF 低频和高频非谐振动之间的 Born-Oppenheimer 分离的有效性以及对角线校正的准确性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Physical Chemistry A 113
• 作者: Y. Joti;et.al.;P.Seidler;S.Hirata
• 通讯作者: S.Hirata

Coupled-cluster and many-body perturbation study of energies, structures, and phonon dispersions of solid hydrogen fluoride†

• DOI: 10.1002/qua.22022
• 发表时间: 2009
• 期刊: International Journal of Quantum Chemistry
• 影响因子: 2.2
• 作者: O. Sode;M. Keçeli;S. Hirata;K. Yagi

On the coupling strength in potential energy surfaces for vibrational calculations

振动计算中势能面的耦合强度

• 发表时间: 2009
• 期刊: Chemical Physics Letter 483
• 作者: Y. Joti;et.al.;P.Seidler
• 通讯作者: P.Seidler

Quantum and classical vibrational relaxation dynamics of N‐methylacetamide on ab initio potential energy surfaces

• DOI: 10.1002/qua.22061
• 发表时间: 2008-07
• 期刊: International Journal of Quantum Chemistry
• 影响因子: 2.2
• 作者: H. Fujisaki;K. Yagi;K. Hirao;J. Straub;G. Stock

Water cluster anions studied by the long-range corrected density functional theory

长程校正密度泛函理论研究水团簇阴离子

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Physical Chemistry A 112
• 作者: K. Yagi;Y. Okano;T. Sato;Y. Kawashima. T. Tsuneda. K. Hirao
• 通讯作者: Y. Kawashima. T. Tsuneda. K. Hirao