非経験的分子軌道法に基づく量子ダイナミクスによる超分子系の光学特性についての研究

基于从头算分子轨道法的量子动力学研究超分子体系光学性质

基本信息

批准号：
06J09170
负责人：
岸亮平
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、実在超分子系の励起状態を扱うための理論的手法、すなわちエキシトン状態モデル化法の確立に重点を置き研究を進め、デンドリマーのような超分子に対し適用可能な、ab initio MO CI-S法による超分子計算に基づくエキシトン状態のモデル化手法を確立した。この手法では、これまでの超分子モデル化法でネックであった、系のサイズ増大に伴う計算量の増大を、CI-S計算に考慮に入れる活性軌道を選択することで抑えつつ、半定量的にエキシトンに関与する物性値を計算可能にした。このモデル化手法を種々のデンドリマーに適用し、量子マスター方程式法を用いた時間発展の計算と組み合わせ、デンドリマーのエキシトン移動過程に対してコア分子の違いが及ぼす影響について考察した。その結果、コア分子のエネルギー準位を変化させることで、エキシトン移動速度や効率が変化することを見いだした。また、デンドリマー分子の構造対称性をコア分子の結合の位置を変えることで変化させた場合には、エキシトン移動の経路が複数現れ、エキシトン移動速度や効率の大小を制御できる可能性が示唆された。一方、超分子計算の適用が難しい超巨大系や分子集合系については、各ユニット分子が相互作用する系として捉えるモデル化法を確立した。本方法では、分子性の考慮について最近提案された、量子化学計算により算出される原子上の電荷密度・遷移電荷密度間で相互作用を計算する近似法を応用した。特に、ab initio MO CI-S計算の結果を用いるために、原子上の遷移電荷密度計算にMulliken解析を適用する方法を採用した。本方法が、ユニット分子間が緩やかに相互作用した分子集合系については、超分子計算のエキシトン準位を半定量的に再現可能であることも見いだした。

今年，我们专注于建立一种理论方法，用于处理真实超分子系统的激发态，即激发态，即激发态态态建模方法，并建立了一种基于超分子计算的激子态建模的方法，该方法是使用超级分子计算进行建模的，可以应用于Supramolecules，例如Supramolecules，例如树突。这种方法允许对与激子相关的物理特性进行半定量计算，同时抑制与系统大小相关的计算量的增加，这是先前超分子建模方法的问题，通过选择在CI-S计算中考虑的活动轨迹。该建模技术应用于各种树枝状聚合物，并使用量子主方程方法的计算时间演变，并检查了核心分子差异对树枝状聚合物激子传递过程的影响。结果，发现改变核心分子的能级会改变激子的传递速度和效率。此外，当改变核心分子的键位的位置改变了树枝状聚合物分子的结构对称性时，出现了激子转移的多个路径，这表明可以控制激子的传递速度和效率。另一方面，我们建立了一种建模方法，该方法允许很难应用超分子计算的超质量系统和分子组装系统，将每个单位分子相互作用的系统视为。该方法采用了最近提出的方法来考虑分子特性，该方法计算了原子上电荷密度与通过量子化学计算计算的过渡电荷密度之间的相互作用。特别是，为了使用Ab intio mo Ci-S计算的结果，采用了一种方法，其中将Mulliken分析应用于原子上过渡电荷密度的计算。还发现，目前的方法对于分子组装系统可重现，其中单位分子的间分子相互作用缓慢相互作用。