第一原理に基づく電子・原子系の反応過程に対する理論開発と応用

基于第一性原理的电子和原子系统反应过程的理论发展和应用

• 批准号: 04J10226
• 负责人: 八木 清
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J10226/
• 关键词: ポテンシャルエネルギー曲面; 分子動力学; 強光子場

分子は電子と原子核がクーロン力により相互作用し成立する系であるが,現代の理論化学は電子に関してはボルン・オッペンハイマー(BO)近似,すなわち核配置の変化に対し電子は常にその最適構造を達成しつつ追随するという近似に立脚してきた.電子と核の運動時間スケールの違いからBO近似はよく成立していて,核の運動は各時刻の核配置における電子エネルギーをポテンシャルとする描像が与えられる.つまり,核は断熱ポテンシャル曲面上を運動するものと考えるが,この概念は分光実験で得られるスペクトル等のデータと見事に対応する.本研究では量子化学計算を用いて多原子分子の高精度な断熱ポテンシャル曲面を生成する方法を提案し,分子振動スペクトルや反応速度定数を実験と比肩する精度で求めることに成功した.一方,近年レーザー技術は目覚しく発展している.例えば,フェムト秒に続き,アト秒の超短パルスを生成し電子の動的挙動を直接観測する試みが進んでいる.また,分子中のクーロン場に匹敵する電場を有する高強度の光を発生させることが可能になり,そのような場(強光子場)に置かれた分子の特異な挙動が実験によりすでに多数報告されている.新たに発見されたこれらの現象は,従来の電子を静的にとらえる枠組みでは理解できない.本研究では,高塚グループで開発が進められてきた電子動力学法に,光による電場と分子の相互作用をあらわに取り入れた新しい手法を開発した.量子化学計算と組み合わせることで,強光子場に置ける多原子分子の挙動を追うことを可能になった.

The interaction between molecular electrons and atomic nuclei is established, and modern theoretical chemistry of electrons is related to the optimization of nuclear configuration. The nuclear motion time of electron is different from that of BO approximation. The nuclear motion time of electron is different from that of BO approximation. The concept of light splitting is derived from the concept of motion on a curved surface. In this paper, we propose a method for the generation of high-precision thermal stability curves for multi-atomic molecules by quantum chemical calculation, and successfully obtain the accuracy of molecular vibration parameters and reaction velocities. On the other hand, in recent years, technology has developed rapidly. For example, in the first few seconds, the ultra-short range of electronic motion is generated, and the motion of the electronic motion is directly measured. The electric field in the molecule is comparable to that in the strong photon field, and the high intensity of light emission is possible. The new phenomenon of electron silence is understood by the new phenomenon. In this study, we have developed a new method of electron dynamics, light, electric field and molecular interaction. Quantum chemical calculations combine the effects of strong photon fields on the motion of multiatomic molecules.

项目成果

Effect of out-of-plane vibration on the hydrogen atom transfer reaction in malonaldehyde.

面外振动对丙二醛氢原子转移反应的影响。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chemical Physics Letter 397
• 作者: K.Yagi;G.V.Mil'nikov;T.Taketsugu;K.Hirao;H.Nakamura
• 通讯作者: H.Nakamura

Ab initio vibrational state calculations with quartic force field : Applications t o H_2CO, C_2H_2, CH_3OH, CH_3CCH, and C_6H_6.

使用四次力场从头算振动状态计算：应用于 H_2CO、C_2H_2、CH_3OH、CH_3CCH 和 C_6H_6。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Chemical Physics 121
• 作者: K.Yagi;K.Hirao;T.Taketsugu;M.W.Schmidt;M.S.Gordon
• 通讯作者: M.S.Gordon

A vibrational analysis of the 7-azaindole-water comples : Anharmonicities using the quartic force field.

7-氮杂吲哚-水复合体的振动分析：使用四次力场的非谐性。

• 期刊: International Journal of Quantum Chemistry (In press)
• 作者: T.Taketsugu;K.Yagi;M.S.Gordon
• 通讯作者: M.S.Gordon