相対論的ab initio分子動力学手法の開発と重原子分子反応への適用
相对论从头算分子动力学方法的发展及其在重原子分子反应中的应用
基本信息
- 批准号:09J01103
- 负责人:
- 金额:$ 0.9万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2009
- 资助国家:日本
- 起止时间:2009 至 2010
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本年度は分子シミュレーション手法のひとつであるAb initio分子動力学(AIMD)法とMakri-Millerの半古典法を組み合わせ、トンネル効果を見積もる汎用的な手法の開発を行った。AIMD法はab initio電子状態計算から得られるエネルギー勾配をもとに原子核のニュートンの運動方程式を解くことによって分子シミュレーションを行う方法である。ポテンシャル関数を必要とせず、任意の化学反応へ適用可能な汎用的な手法であるが、原子核を古典的に扱っているという欠点がある。原子核は電子に比べ数千倍のオーダーで重く、量子効果はそれほど大きくないため原子核を古典的に取り扱うことがよい近似になるが、水素のように軽い原子ではその量子効果が化学反応に重要な役割をはたす。特にトンネル効果は水素移動反応や、プロトン移動反応で重要になる。しかし、原子核を量子的に扱うシミュレーションは膨大な計算コストを要するために非常に小さな分子に限られているため、AIMD法の枠組みで適切にトンネル効果を見積もる手法が求められている。本研究ではトンネル効果を考慮する方法として、Makri-Millerの半古典法を採用した。Makri-Millerの半古典法はシンプルかつ計算コストも大きくないことから、大きな分子や計算コストを要する電子励起状態への適用が期待できる方法である。これまではあらかじめ決定したポテンシャル関数を用いて応用計算が行われてきたが、AIMD法と組合せ、on-the-flyでポテンシャルエネルギーを計算することによって、さらに汎用性の高い手法になる。Makri-Millerの半古典法をAIMDコードに実装し、アンモニアの傘反転反応とマロンアルデヒドの分子内水素移動反応へ適用した。シミュレーションの初期条件、トンネル経路、転回点の決定について適切な条件を検証し、トンネル分裂の計算を行なった。計算結果は定量的に実験値を再現し、トンネル分裂を低コストで見積もる手法の開発に成功した。本研究の成果は近日Journal of Computational Chemistryへの投稿を予定している。
This year, the Ab initio molecular dynamics (AIMD) method is used in the Makri-Miller semiclassical system, and the results show that the techniques used in the system are effective. The AIMD method is used to calculate the electronic state of the ab initio. The equation of motion of the atomic nucleus is solved by the calculation of the electronic state of the atom by the AIMD method. It is necessary to count the necessary chemical reactions, to use the techniques that may be used in the chemical reaction, and to use the classical chemical reaction in the nucleus. The nuclear electron is thousands of times heavier than the atomic weight, and the quantum effect is thousands of times heavier than the atomic weight, the quantum is thousands of times heavier than the atomic weight, and the quantum is thousands of times heavier than the atomic weight. Special attention should be paid to the movement of water and the movement of water in order to prevent the movement of anti-pollution. The calculation of the expansion of the nuclear quantum is very small. The molecular limit is very small. The AIMD method is used to calculate the molecular size of the molecule. The purpose of this study is to investigate the application of semiclassical methods and Makri-Miller semi-classical methods. The Makri-Miller semiclassical method is used to calculate the size of the battery, and the molecular method is used to calculate the excitation status of the electronic. the expectation method is used. In order to determine the number of data in terms of the number of computers, the number of data is calculated by using the calculation method, the combination of the AIMD method, the on-the-fly method, the calculation method, the method of calculation, and the method of calculation. In the semiclassical method of Makri-Miller, it is necessary to use the AIMD method to detect the movement of intramolecular water. The initial condition, the path, the return point, the condition and the split are determined by the initial condition, the path, the return point and the split calculation. The results of the calculation show that the quantitative analysis of the number of patients, the number of patients who are divided into two groups, the number of patients, the results of calculation, the results of calculation, the results of the calculation, the results of the calculation results show that the quantitative analysis of the results has been successfully carried out. The results of this study are expected to be submitted by Journal of Computational Chemistry recently.
项目成果
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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ab initio拘束分子動力学法によるアゾベンゼンの光異性化機構の解明1:S1(nπ^*)状態
用从头算约束分子动力学方法阐明偶氮苯的光异构化机理1:S1(nπ^*)态
- DOI:
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:槇田祐輔;Yasushi Ishihama Bioorg. Med. Chem. Left;Takeshi Takeda;T. Kawashima;大谷優介
- 通讯作者:大谷優介
Ab initio molecular dynamics simulation of photoisomerization in azoben zene in the nπ^* state
nπ^* 态偶氮苯光异构化从头算分子动力学模拟
- DOI:
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y.Higuchi;et al.;Yuji Higuchi;樋口祐次;樋口祐次;樋口祐次;大谷優介
- 通讯作者:大谷優介
Ab initio分子動力学法によるアゾベンゼンnπ^*励起の光異性化機構の解明
利用从头算分子动力学方法阐明偶氮苯 nπ^* 激发的光异构化机理
- DOI:
- 发表时间:2010
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y.Higuchi;et al.;Yuji Higuchi;樋口祐次;樋口祐次;樋口祐次;大谷優介;大谷優介
- 通讯作者:大谷優介
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