スーパーコンピューター・ネットワーキングによる超大規模材料設計シミュレーション

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本研究課題ではスーパーコンピューターを複数繋ぐことによりはじめて実現出来る超大規模材料設計シミュレーション技術基盤を確立し、それを利用した大きな非線形光学(NLO)特性を持つ新しい非線形材料の設計および探索を行っている。現在までにプログラムのベクトル化、並列化を済ませ、実行速度の測定も行い、良好な結果を得ている。材料設計への適用では、本研究課題において2つの異なるタイプの材料を設計した。1つはstilebazoleとパラジウムの複合物である。この材料の特性はNLO活性分子の電荷に依存していることを明らかにした。すなわち、この中性分子のダイポールモメントは一価の分子(カチオン)と逆方向を向いていた。電子状態の解析から、中性分子の励起状態の分子内の電荷移動はそのカチオンやNMe2-stilbazoliumと比べて中性分子の超分極率が小さい値を示す主な要因であることが明らかになった。2つ目の材料はstilbazolium分子と遷移金属錯体によって繋がれたpyridiniumカチオン分子である。この金属からリガンドへの大きな電荷移動により大きな非線形光学(NLO)特性を示すことを明らかにした。また、実験系の研究者との共同研究により、DAST,DAST-d,DASC結晶の赤外吸収スペクトルを計算し、自己吸収効果により2次の調和発振のロスを減らすことを目的とした研究へ展開している。フォノンと分子振動のモード解析により発振の起源の研究を行っている。