実空間法による完全基底関数極限での電子状態理論の構築

用实空间法构建完全基组极限电子态理论

• 批准号: 08J05484
• 负责人: 塩崎 亨
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research (2010)The University of Tokyo (2008-2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05484/
• 关键词: 理論化学; 電子相関理論; 多配置参照理論; 配置間相互作用法; 多体摂動論; 露に相関した理論; 電子状態理論; R12法; 結合クラスター法; 分子軌道法; F12法; カスプ条件; 精密計算; 理論科学

平成22年度は、前年度までに研究を進めてきた露に相関したF12理論を、周期境界系に適用すること、および多配置参照理論と組み合わせることに主眼をおいて研究を行った。近年、密度汎関数理論(DFT)の精度面での限界から、量子化学的手法を固体やポリマーに適用する例がしばしば見られるようになってきた。このような系の高精度計算は、材料科学の観点から非常に重要である。しかしながら従来の量子化学手法の欠点である基底関数依存性の問題はここでもボトルネックとなり、現実的な系への適用が困難であることのひとつの原因となっていた。本研究は周期系におけるF12理論の導出とプロトタイプコードの実装により、この問題を解決した。また、多配置参照二次摂動論(CASPT2)や多配置参照配置間相互作用理論(MRCI)とF12理論を組み合わせたCASPT2-F12理論やMRCI-F12理論の開発を行った。これらの理論は、CASPT2理論やMRCI理論の完全基底関数極限に近い精度を、triple-zeta等の比較的小さな基底関数を用いて達成する。とりわけMRCI-F12理論は従来のMRCI理論を置き換え、グローバルなポテンシャル局面の構築や、光化学反応の追跡などにおいて、今後広く用いられる理論となると期待される。実装されたコードは汎用量子化学計算プログラムパッケージのMolproに組み込まれており、来年度には一般ユーザに公開される予定ある。

在2010年，研究重点是应用与露水相关的F12理论，该理论一直在上一年进行了研究，直到上一年，并将其与多置换参考理论相结合。近年来，由于密度功能理论（DFT）的局限性，量子化学技术经常被应用于固体和聚合物。从材料科学的角度来看，对于此类系统的高度准确计算非常重要。但是，基本功能依赖性的问题（常规量子化学方法的缺点）再次成为瓶颈，也是很难应用于现实系统的原因之一。这项研究通过在周期系统中得出F12理论并实施原型代码来解决此问题。我们还开发了CASPT2-F12理论和MRCI-F12理论，该理论结合了多辅助参考参考二次扰动理论（CASPT2），多配置参考安排交互理论（MRCI）和F12理论。这些理论是使用相对较小的基础函数（例如Triple-Zeta）来实现的，以确保与CASPT2和MRCI理论的完整基础函数限制接近的精度。特别是，预期MRCI-F12理论将取代常规的MRCI理论，并成为将来将被广泛使用的理论，例如在全球潜在方面的构建和追踪光化学反应中。实施的代码被纳入通用量子化学计算计划莫尔普罗（Molpro）中，并计划明年公开公开。

项目成果

Anharmonic vibrational frequencies and vibrationally-averaged structures of key species in hydrocarbon combustion

碳氢化合物燃烧中关键物质的非谐振动频率和振动平均结构

• 发表时间: 2009
• 期刊: Molecular Physics 107
• 作者: M.Keceli;T.Shiozaki;K.Yagi;S.Hirata
• 通讯作者: S.Hirata

Multireference explicitly correlated F12 theories : CASPT2-F12 and MRCI-F12

多参考显式相关 F12 理论：CASPT2-F12 和 MRCI-F12

• 发表时间: 2010
• 作者: M.Keceli;T.Shiozaki;K.Yagi;S.Hirata;T.Shiozaki ,H.-J.Werner
• 通讯作者: T.Shiozaki ,H.-J.Werner