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Development and Application of a Simulation System for Nano- and Micro-Materials Design

纳米微材料设计仿真系统的开发与应用

基本信息

批准号：
17310067
负责人：
OHNO Kaoru
金额：
$ 9.36万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17310067/
关键词：
first principles calculation GW approximation T-matrix theory double ionization energy endohedral fullerene time-dependent density functional theory chemical reaction dynamics electronic excitation オンサイトクーロンエネルギー 2電子波動関数光捕集機能

项目摘要

We have developed all-electron mixed basis approach as a purely original first principles method and built a simulation system for nano- and micro-materials design. Using this simulation system, we have performed following calculations:We performed all-electron calculations of the quasiparticle energy spectra of Ge cluster (Phys. Rev. B (2006)), GaAs clusters and crystal (Phys. Rev. B (2007)) by means of the GW approximation based on the many-body perturbation theory.Determining one-particle Green's function by means of the GW approximation and two-particle Green's function by means of the T-matrix theory dealing with the multiple scattering between electrons due to Coulomb interaction, we have calculated double ionization energy spectra (J. Chem. Phys. (2005)), two-particle wave functions (J. Chem. Phys. (2006)), and Auger electron spectra (Phys. Rev. (2007)). Moreover, for the Mott insulator phase of TTTA radical, we found that the Coulomb hole due to the strong electron-electron repulsion causes significant reduction of the on-site Coulomb energy U (ChemPhysChem. (2006)).Carrying out all-electron molecular dynamics simulation based on the time-dependent density functional theory, we investigated the dynamics of the chemical reaction H_2+F_2⇔2HF, and found that this reaction diabatically proceeds both directions and the electron excitation energy smoothly changes into the kinetic energy of molecular dissociation (Chem. Phys. Lett. (2005)). We also investigated the dynamics of the light harvesting property of nanocomposite of Li_2 and CH_4 (J. Chem. Phys. (2006)) and π-conjugate dendrimer (SSS1Pc) (J. Phys. Condensed Matter (2007)).We found that electron capture decay of ^7Be speeds up by 1.5% inside C_60 at low temperature (Phys. Rev. Lett. (2007)) and that electron-beam-irradiated fused C_60 polymers show semimetallic electronic structure (Eur. Phys. J. D. (2007)).

我们开发了全电子混合基础方法作为纯粹原创的第一原理方法，并建立了纳米和微米材料设计的模拟系统。利用该模拟系统，我们进行了如下计算：基于多体微扰理论，利用GW近似对Ge团簇(Phys. Rev. B (2006))、GaAs团簇和晶体(Phys. Rev. B (2007))的准粒子能谱进行了全电子计算。利用GW近似和二粒子格林函数确定了单粒子格林函数利用库仑相互作用引起的电子间多重散射的T矩阵理论，我们计算了双电离能谱（J. Chem. Phys. (2005)）、双粒子波函数（J. Chem. Phys. (2006)）和俄歇电子能谱（Phys. Rev. (2007)）。此外，对于TTTA自由基的莫特绝缘体相，我们发现由于强电子-电子排斥而产生的库仑空穴导致现场库仑能U显着降低(ChemPhysChem.(2006))。基于瞬态密度泛函理论进行全电子分子动力学模拟，研究了化学反应H_2+F_2⇔2HF的动力学，并发现该反应非绝热地在两个方向上进行，电子激发能平稳地转变为分子解离动能（Chem. Phys. Lett. (2005)）。我们还研究了Li_2和CH_4纳米复合材料的光捕获特性（J. Chem. Phys. (2006)）和π-共轭树枝状大分子（SSS1Pc）（J. Phys. Condensed Matter (2007)）。我们发现在低温下C_60内部^7Be的电子捕获衰变加速了1.5%（Phys. Rev. Lett. (2007)) 以及电子束辐照的熔融 C_60 聚合物显示出半金属电子结构（Eur. Phys. J. D. (2007)）。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Interaction between single-walled carbon nanotube and an Featom

单壁碳纳米管与 Featom 之间的相互作用

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
J. Phys.: Conference Series 61
影响因子：
0
作者：
Y. Kudo;T. Hira;S. Ishii;T. Morisato;and K. Ohno
通讯作者：
and K. Ohno

A Monte Carlo Simulation of the Formation of Micelles in a Ternary System of Water, Oil and Amphiphilic Polymers

水、油和两亲性聚合物三元体系中胶束形成的蒙特卡罗模拟

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Mater. Trans. 48
影响因子：
0
作者：
Natsuko Nakagawa;Shuji Maeda;Soh Ishii;and Kaoru Ohno
通讯作者：
and Kaoru Ohno

First-principles Green's Function Study on Electronic Excited States of Molecules

分子电子激发态的第一性原理格林函数研究

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J. Phys.: Conference Series 29
影响因子：
0
作者：
小川一信;佐々木茂;吉藤正明;K. Ohno(他2名)
通讯作者：
K. Ohno(他2名)

Probabilistic electron density distribution in CdTe at RT and 200K

RT 和 200K 下 CdTe 中的概率电子密度分布

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Crystal Res. Technol. 41
影响因子：
0
作者：
R. Saravanan;S. Israel;Y. Ono;K. Ohno;M. Isshiki;T. Kajitani;and R. K. Rajaram
通讯作者：
and R. K. Rajaram

Ab initio quasiparticle energy calculations of Ge clusters using the GW approximation

使用 GW 近似从头计算 Ge 团簇的准粒子能量