【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】社会システム工学・安全システム

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【研究代表者】山下 真 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20386824)

【キーワード】数理計画法 / 並列計算 / 半正定値計画問題 / 応用数学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング (他8件)

【概要】半正定値計画問題は、量子化学や制御理論など幅広い応用を持つ重要な数理計画問題である。しかしながら、量子化学などから発生する半正定値計画問題は大規模になる傾向が強く、一台の計算機では求解が難しい。本研究では、Schur補完行列にかかる計算に並列計算を適用することで、既存ソフトウェアでは不可能であった大規模な半正定値計画問題の求解を実現した。さらに行列の特徴を活用し、高い並列効果を得ることに成功した。...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】志賀 元紀 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20437263)

【キーワード】ガラス / 中距離秩序 / 機械学習 / 量子化学 / 大規模系計算

【概要】非晶質材料に内在する秩序の記述および効率的な計算法の開発のために、理論計算による大規模な構造モデルの構築、量子ビームによる計測データから秩序を同定する方法の開発、また、実験データに適合する構造モデルから中距離秩序を抽出する試みを行った。 大規模な構造モデル構築の課題において、構造エネルギーや原子にかかる力を高速に計算するために機械学習モデルの開発に取り組んだ。訓練データとして、DC-DFTB法を用...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】志賀 元紀 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20437263)

【キーワード】ガラス / 中距離秩序 / 機械学習 / 量子化学 / 大規模系計算

【概要】非晶質材料に内在する秩序の記述および効率的な計算法の開発のために、理論計算による大規模な構造モデルの構築、量子ビームによる計測データから秩序を同定する方法の開発、また、実験データに適合する構造モデルから中距離秩序を抽出する試みを行った。 大規模な構造モデル構築の課題において、構造エネルギーや原子にかかる力を高速に計算するために機械学習モデルの開発に取り組んだ。訓練データとして、DC-DFTB法を用...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】松下 叔夫 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80229468)

【キーワード】量子化学文献データベース / 量子化学 / データベース / 非経験的分子軌道法 / ab initio計算 (他9件)

【概要】量子化学文献データベース(以下QCLDBと略す)は、国内外の主要な学術雑誌に発表された、非経験的量子化学計算に関する文献を収録したデータベースであり、広く世界中の研究者に利用されている。本研究の目的は、QCLDBを、さらに質の高いデータベースとして、恒常的に提供するため、システム全体を見直し、新しいQCLDB(以下QCLDBIIと略す)を構築することである。このため、先ず、データの書式や項目などの...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】志賀 元紀 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20437263)

【キーワード】ガラス / 中距離秩序 / 機械学習 / 量子化学 / 大規模系計算

【概要】非晶質材料に内在する秩序の記述および効率的な計算法の開発のために、理論計算による大規模な構造モデルの構築、量子ビームによる計測データから秩序を同定する方法の開発、また、実験データに適合する構造モデルから中距離秩序を抽出する試みを行った。 大規模な構造モデル構築の課題において、構造エネルギーや原子にかかる力を高速に計算するために機械学習モデルの開発に取り組んだ。訓練データとして、DC-DFTB法を用...

【研究テーマ】

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2020-09-11 - 2022-03-31

【研究代表者】藤波 美起登 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (50875391)

【キーワード】量子化学計算 / 機械学習 / 構造最適化 / 遷移状態 / 量子化学

【概要】本研究では、分子構造の迅速な探索のために、分子中の原子に働くフォースを機械学習を用いて高速に予測する手法の開発に取り組んだ。有機分子の構造最適化および有機金属錯体反応に関するフォースのデータベースを構築し、種々の機械学習手法を適用することでその予測精度を検証した。フォースの予測に必要なデータベース、記述子および機械学習手法に関する知見が得られた。また、構築したデータベースは本研究に限らず計算化学研...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】蛋白質 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 電子状態 / 電子状態計算 / タンパク質 (他9件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、計算構造モデリングの自動化とQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行い、タンパク質電子状態データベースへの計算事例追加をより加速させるための基盤技術を確立した。YAML形式の入力ファイルを採用することで、プログラミングなしに安全かつ簡便にQCLO法を利用したタンパク質電子状態計算が可能となった。開発したソースコードはインターネット上に公開済みである...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】蛋白質 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 電子状態 / 電子状態計算 / タンパク質 (他9件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、計算構造モデリングの自動化とQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行い、タンパク質電子状態データベースへの計算事例追加をより加速させるための基盤技術を確立した。YAML形式の入力ファイルを採用することで、プログラミングなしに安全かつ簡便にQCLO法を利用したタンパク質電子状態計算が可能となった。開発したソースコードはインターネット上に公開済みである...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】社会システム工学・安全システム

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【研究代表者】山下 真 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20386824)

【キーワード】数理計画法 / 並列計算 / 半正定値計画問題 / 応用数学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング (他8件)

【概要】半正定値計画問題は、量子化学や制御理論など幅広い応用を持つ重要な数理計画問題である。しかしながら、量子化学などから発生する半正定値計画問題は大規模になる傾向が強く、一台の計算機では求解が難しい。本研究では、Schur補完行列にかかる計算に並列計算を適用することで、既存ソフトウェアでは不可能であった大規模な半正定値計画問題の求解を実現した。さらに行列の特徴を活用し、高い並列効果を得ることに成功した。...

【研究テーマ】社会システム工学・安全システム

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【研究代表者】山下 真 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20386824)

【キーワード】数理計画法 / 並列計算 / 半正定値計画問題 / 応用数学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング (他8件)

【概要】半正定値計画問題は、量子化学や制御理論など幅広い応用を持つ重要な数理計画問題である。しかしながら、量子化学などから発生する半正定値計画問題は大規模になる傾向が強く、一台の計算機では求解が難しい。本研究では、Schur補完行列にかかる計算に並列計算を適用することで、既存ソフトウェアでは不可能であった大規模な半正定値計画問題の求解を実現した。さらに行列の特徴を活用し、高い並列効果を得ることに成功した。...

【研究テーマ】社会システム工学・安全システム

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【研究代表者】山下 真 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20386824)

【キーワード】数理計画法 / 並列計算 / 半正定値計画問題 / 応用数学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング (他8件)

【概要】半正定値計画問題は、量子化学や制御理論など幅広い応用を持つ重要な数理計画問題である。しかしながら、量子化学などから発生する半正定値計画問題は大規模になる傾向が強く、一台の計算機では求解が難しい。本研究では、Schur補完行列にかかる計算に並列計算を適用することで、既存ソフトウェアでは不可能であった大規模な半正定値計画問題の求解を実現した。さらに行列の特徴を活用し、高い並列効果を得ることに成功した。...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】社会システム工学・安全システム

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【研究代表者】山下 真 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20386824)

【キーワード】数理計画法 / 並列計算 / 半正定値計画問題 / 応用数学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング (他8件)

【概要】半正定値計画問題は、量子化学や制御理論など幅広い応用を持つ重要な数理計画問題である。しかしながら、量子化学などから発生する半正定値計画問題は大規模になる傾向が強く、一台の計算機では求解が難しい。本研究では、Schur補完行列にかかる計算に並列計算を適用することで、既存ソフトウェアでは不可能であった大規模な半正定値計画問題の求解を実現した。さらに行列の特徴を活用し、高い並列効果を得ることに成功した。...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】八木 清 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401128)

【キーワード】QM/MM計算 / 分子動力学計算 / タンパク質・リガンド相互作用 / 蛍光イメージング (他9件)

【概要】蛍光イメージングは、標的タンパク質を蛍光ラベル化することで、その細胞内動態の直接観察を可能にする、生命科学研究に必要不可欠な手法である。最近、タグタンパク質-蛍光プローブが新たなラベル化手法として注目を集めている。しかし、その光機能制御にはまだ課題があり、タグタンパク質-蛍光プローブの相互作用と光化学過程に対する基礎的な理解が求められている。本研究では、量子化学（QM）計算と分子力場（MM）を組み...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1994

【研究代表者】中井 浩巳 京都大学, 工学部, 助手 (00243056)

【キーワード】銀触媒 / エチレン / エポキシ化反応 / 量子化学 / 分子軌道法 (他8件)

【概要】本研究では、エチレンの部分酸化反応における銀の触媒作用の電子的オリジンを、量子化学的なアプローチにより解明することを目指し、以下のテーマを実行した。表面-分子相互作用系のモデルには、先に我々が提案したDipped Adcluster Model(DAM)を用いた。 (1)エポキシ化反応の電子的メカニズムの解明:銀の清浄表面には、エチレンは吸着しないことが知られている。そのため、エポキシ化反応は、吸...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】松下 叔夫 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80229468)

【キーワード】量子化学文献データベース / 量子化学 / データベース / 非経験的分子軌道法 / ab initio計算 (他9件)

【概要】量子化学文献データベース(以下QCLDBと略す)は、国内外の主要な学術雑誌に発表された、非経験的量子化学計算に関する文献を収録したデータベースであり、広く世界中の研究者に利用されている。本研究の目的は、QCLDBを、さらに質の高いデータベースとして、恒常的に提供するため、システム全体を見直し、新しいQCLDB(以下QCLDBIIと略す)を構築することである。このため、先ず、データの書式や項目などの...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1994

【研究代表者】中井 浩巳 京都大学, 工学部, 助手 (00243056)

【キーワード】銀触媒 / エチレン / エポキシ化反応 / 量子化学 / 分子軌道法 (他8件)

【概要】本研究では、エチレンの部分酸化反応における銀の触媒作用の電子的オリジンを、量子化学的なアプローチにより解明することを目指し、以下のテーマを実行した。表面-分子相互作用系のモデルには、先に我々が提案したDipped Adcluster Model(DAM)を用いた。 (1)エポキシ化反応の電子的メカニズムの解明:銀の清浄表面には、エチレンは吸着しないことが知られている。そのため、エポキシ化反応は、吸...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】蛋白質 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 電子状態 / 電子状態計算 / タンパク質 (他9件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、計算構造モデリングの自動化とQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行い、タンパク質電子状態データベースへの計算事例追加をより加速させるための基盤技術を確立した。YAML形式の入力ファイルを採用することで、プログラミングなしに安全かつ簡便にQCLO法を利用したタンパク質電子状態計算が可能となった。開発したソースコードはインターネット上に公開済みである...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1994

【研究代表者】中井 浩巳 京都大学, 工学部, 助手 (00243056)

【キーワード】銀触媒 / エチレン / エポキシ化反応 / 量子化学 / 分子軌道法 (他8件)

【概要】本研究では、エチレンの部分酸化反応における銀の触媒作用の電子的オリジンを、量子化学的なアプローチにより解明することを目指し、以下のテーマを実行した。表面-分子相互作用系のモデルには、先に我々が提案したDipped Adcluster Model(DAM)を用いた。 (1)エポキシ化反応の電子的メカニズムの解明:銀の清浄表面には、エチレンは吸着しないことが知られている。そのため、エポキシ化反応は、吸...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】松下 叔夫 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80229468)

【キーワード】量子化学文献データベース / 量子化学 / データベース / 非経験的分子軌道法 / ab initio計算 (他9件)

【概要】量子化学文献データベース(以下QCLDBと略す)は、国内外の主要な学術雑誌に発表された、非経験的量子化学計算に関する文献を収録したデータベースであり、広く世界中の研究者に利用されている。本研究の目的は、QCLDBを、さらに質の高いデータベースとして、恒常的に提供するため、システム全体を見直し、新しいQCLDB(以下QCLDBIIと略す)を構築することである。このため、先ず、データの書式や項目などの...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】松下 叔夫 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80229468)

【キーワード】量子化学文献データベース / 量子化学 / データベース / 非経験的分子軌道法 / ab initio計算 (他9件)

【概要】量子化学文献データベース(以下QCLDBと略す)は、国内外の主要な学術雑誌に発表された、非経験的量子化学計算に関する文献を収録したデータベースであり、広く世界中の研究者に利用されている。本研究の目的は、QCLDBを、さらに質の高いデータベースとして、恒常的に提供するため、システム全体を見直し、新しいQCLDB(以下QCLDBIIと略す)を構築することである。このため、先ず、データの書式や項目などの...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】有機化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1996

【研究代表者】友田 修司 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30092282)

【キーワード】量子化学 / 福井理論 / フロンティア軌道理論 / 量子有機化学 / 有機軌道論

【概要】本申請は「軌道概念によって展開される基礎有機化学理論」すなわち「有機軌道論」の確立を指向し,新しい有機化学理論発見に向けての実験有機化学者と理論有機化学者の共同研究体制構築のためのわが国初の試みであり,日本化学会研究会「量子有機化学研究会」を母体として申請された. 補正予算で交付されたので予算的には時期遅れであったが,本申請の交付認定いかんにかかわらず,研究者仲間で上記の主旨で2回の会合(研究会(...

【研究テーマ】有機化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1996

【研究代表者】友田 修司 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30092282)

【キーワード】量子化学 / 福井理論 / フロンティア軌道理論 / 量子有機化学 / 有機軌道論

【概要】本申請は「軌道概念によって展開される基礎有機化学理論」すなわち「有機軌道論」の確立を指向し,新しい有機化学理論発見に向けての実験有機化学者と理論有機化学者の共同研究体制構築のためのわが国初の試みであり,日本化学会研究会「量子有機化学研究会」を母体として申請された. 補正予算で交付されたので予算的には時期遅れであったが,本申請の交付認定いかんにかかわらず,研究者仲間で上記の主旨で2回の会合(研究会(...

【研究テーマ】有機化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1996

【研究代表者】友田 修司 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30092282)

【キーワード】量子化学 / 福井理論 / フロンティア軌道理論 / 量子有機化学 / 有機軌道論

【概要】本申請は「軌道概念によって展開される基礎有機化学理論」すなわち「有機軌道論」の確立を指向し,新しい有機化学理論発見に向けての実験有機化学者と理論有機化学者の共同研究体制構築のためのわが国初の試みであり,日本化学会研究会「量子有機化学研究会」を母体として申請された. 補正予算で交付されたので予算的には時期遅れであったが,本申請の交付認定いかんにかかわらず,研究者仲間で上記の主旨で2回の会合(研究会(...

【研究テーマ】有機化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1996

【研究代表者】友田 修司 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30092282)

【キーワード】量子化学 / 福井理論 / フロンティア軌道理論 / 量子有機化学 / 有機軌道論

【概要】本申請は「軌道概念によって展開される基礎有機化学理論」すなわち「有機軌道論」の確立を指向し,新しい有機化学理論発見に向けての実験有機化学者と理論有機化学者の共同研究体制構築のためのわが国初の試みであり,日本化学会研究会「量子有機化学研究会」を母体として申請された. 補正予算で交付されたので予算的には時期遅れであったが,本申請の交付認定いかんにかかわらず,研究者仲間で上記の主旨で2回の会合(研究会(...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2020-09-11 - 2022-03-31

【研究代表者】藤波 美起登 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (50875391)

【キーワード】量子化学計算 / 機械学習 / 構造最適化 / 遷移状態 / 量子化学

【概要】本研究では、分子構造の迅速な探索のために、分子中の原子に働くフォースを機械学習を用いて高速に予測する手法の開発に取り組んだ。有機分子の構造最適化および有機金属錯体反応に関するフォースのデータベースを構築し、種々の機械学習手法を適用することでその予測精度を検証した。フォースの予測に必要なデータベース、記述子および機械学習手法に関する知見が得られた。また、構築したデータベースは本研究に限らず計算化学研...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】八木 清 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401128)

【キーワード】QM/MM計算 / 分子動力学計算 / タンパク質・リガンド相互作用 / 蛍光イメージング (他9件)

【概要】蛍光イメージングは、標的タンパク質を蛍光ラベル化することで、その細胞内動態の直接観察を可能にする、生命科学研究に必要不可欠な手法である。最近、タグタンパク質-蛍光プローブが新たなラベル化手法として注目を集めている。しかし、その光機能制御にはまだ課題があり、タグタンパク質-蛍光プローブの相互作用と光化学過程に対する基礎的な理解が求められている。本研究では、量子化学（QM）計算と分子力場（MM）を組み...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) (他16件)

【概要】本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。 1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1994

【研究代表者】中井 浩巳 京都大学, 工学部, 助手 (00243056)

【キーワード】銀触媒 / エチレン / エポキシ化反応 / 量子化学 / 分子軌道法 (他8件)

【概要】本研究では、エチレンの部分酸化反応における銀の触媒作用の電子的オリジンを、量子化学的なアプローチにより解明することを目指し、以下のテーマを実行した。表面-分子相互作用系のモデルには、先に我々が提案したDipped Adcluster Model(DAM)を用いた。 (1)エポキシ化反応の電子的メカニズムの解明:銀の清浄表面には、エチレンは吸着しないことが知られている。そのため、エポキシ化反応は、吸...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1994

【研究代表者】中井 浩巳 京都大学, 工学部, 助手 (00243056)

【キーワード】銀触媒 / エチレン / エポキシ化反応 / 量子化学 / 分子軌道法 (他8件)

【概要】本研究では、エチレンの部分酸化反応における銀の触媒作用の電子的オリジンを、量子化学的なアプローチにより解明することを目指し、以下のテーマを実行した。表面-分子相互作用系のモデルには、先に我々が提案したDipped Adcluster Model(DAM)を用いた。 (1)エポキシ化反応の電子的メカニズムの解明:銀の清浄表面には、エチレンは吸着しないことが知られている。そのため、エポキシ化反応は、吸...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2020-09-11 - 2022-03-31

【研究代表者】藤波 美起登 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (50875391)

【キーワード】量子化学計算 / 機械学習 / 構造最適化 / 遷移状態 / 量子化学

【概要】本研究では、分子構造の迅速な探索のために、分子中の原子に働くフォースを機械学習を用いて高速に予測する手法の開発に取り組んだ。有機分子の構造最適化および有機金属錯体反応に関するフォースのデータベースを構築し、種々の機械学習手法を適用することでその予測精度を検証した。フォースの予測に必要なデータベース、記述子および機械学習手法に関する知見が得られた。また、構築したデータベースは本研究に限らず計算化学研...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】八木 清 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401128)

【キーワード】QM/MM計算 / 分子動力学計算 / タンパク質・リガンド相互作用 / 蛍光イメージング (他9件)

【概要】蛍光イメージングは、標的タンパク質を蛍光ラベル化することで、その細胞内動態の直接観察を可能にする、生命科学研究に必要不可欠な手法である。最近、タグタンパク質-蛍光プローブが新たなラベル化手法として注目を集めている。しかし、その光機能制御にはまだ課題があり、タグタンパク質-蛍光プローブの相互作用と光化学過程に対する基礎的な理解が求められている。本研究では、量子化学（QM）計算と分子力場（MM）を組み...

【研究テーマ】応用光学・量子光工学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2013

【研究代表者】石川 顕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70344025)

【キーワード】アト秒科学 / 高強度場現象 / 量子化学

【概要】超短パルス高強度光源を用いて電子の運動を直接観測・操作するアト秒技術が急速に発展している。特に、多電子の効果や電子相関への関心が高まっている。 本研究では、まず、アト秒極端紫外光パルスによる励起ヘリウム原子の電離を、厳密な時間依存シュレーディンガー方程式計算によって研究した。その結果、内側から出ていく電子が残る電子に衝突するノックアップ現象を発見した。 さらに、電子系を閉殻構造を保つコア電子と外場...

【研究テーマ】応用光学・量子光工学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2013

【研究代表者】石川 顕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70344025)

【キーワード】アト秒科学 / 高強度場現象 / 量子化学

【概要】超短パルス高強度光源を用いて電子の運動を直接観測・操作するアト秒技術が急速に発展している。特に、多電子の効果や電子相関への関心が高まっている。 本研究では、まず、アト秒極端紫外光パルスによる励起ヘリウム原子の電離を、厳密な時間依存シュレーディンガー方程式計算によって研究した。その結果、内側から出ていく電子が残る電子に衝突するノックアップ現象を発見した。 さらに、電子系を閉殻構造を保つコア電子と外場...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】蛋白質 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 電子状態 / 電子状態計算 / タンパク質 (他9件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、計算構造モデリングの自動化とQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行い、タンパク質電子状態データベースへの計算事例追加をより加速させるための基盤技術を確立した。YAML形式の入力ファイルを採用することで、プログラミングなしに安全かつ簡便にQCLO法を利用したタンパク質電子状態計算が可能となった。開発したソースコードはインターネット上に公開済みである...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】量子化学 / タンパク質 / 電子状態計算 / 電子構造 / 密度汎関数法 (他6件)

【概要】タンパク質の電子状態計算結果は、タンパク質の物性・反応性を理解する上で有益な情報を与える。タンパク質のような巨大分子の電子状態計算において、分子モデリング・電子状態計算ともに工程が複雑で達成が難しく、試行錯誤が必要であった。本研究では、分子モデリングに必要な処理を自動的に行うプログラムを作成し、また電子状態計算処理をほぼ自動的に効率良く行う計算方法を確立した。作成したプログラムはインターネット上に...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】量子化学 / タンパク質 / 電子状態計算 / 電子構造 / 密度汎関数法 (他6件)

【概要】タンパク質の電子状態計算結果は、タンパク質の物性・反応性を理解する上で有益な情報を与える。タンパク質のような巨大分子の電子状態計算において、分子モデリング・電子状態計算ともに工程が複雑で達成が難しく、試行錯誤が必要であった。本研究では、分子モデリングに必要な処理を自動的に行うプログラムを作成し、また電子状態計算処理をほぼ自動的に効率良く行う計算方法を確立した。作成したプログラムはインターネット上に...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】蛋白質 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 電子状態 / 電子状態計算 / タンパク質 (他9件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、計算構造モデリングの自動化とQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行い、タンパク質電子状態データベースへの計算事例追加をより加速させるための基盤技術を確立した。YAML形式の入力ファイルを採用することで、プログラミングなしに安全かつ簡便にQCLO法を利用したタンパク質電子状態計算が可能となった。開発したソースコードはインターネット上に公開済みである...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】量子化学 / タンパク質 / 電子状態計算 / 電子構造 / 密度汎関数法 (他6件)

【概要】タンパク質の電子状態計算結果は、タンパク質の物性・反応性を理解する上で有益な情報を与える。タンパク質のような巨大分子の電子状態計算において、分子モデリング・電子状態計算ともに工程が複雑で達成が難しく、試行錯誤が必要であった。本研究では、分子モデリングに必要な処理を自動的に行うプログラムを作成し、また電子状態計算処理をほぼ自動的に効率良く行う計算方法を確立した。作成したプログラムはインターネット上に...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】量子化学 / タンパク質 / 電子状態計算 / 電子構造 / 密度汎関数法 (他6件)

【概要】タンパク質の電子状態計算結果は、タンパク質の物性・反応性を理解する上で有益な情報を与える。タンパク質のような巨大分子の電子状態計算において、分子モデリング・電子状態計算ともに工程が複雑で達成が難しく、試行錯誤が必要であった。本研究では、分子モデリングに必要な処理を自動的に行うプログラムを作成し、また電子状態計算処理をほぼ自動的に効率良く行う計算方法を確立した。作成したプログラムはインターネット上に...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】志賀 元紀 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20437263)

【キーワード】ガラス / 中距離秩序 / 機械学習 / 量子化学 / 大規模系計算

【概要】非晶質材料に内在する秩序の記述および効率的な計算法の開発のために、理論計算による大規模な構造モデルの構築、量子ビームによる計測データから秩序を同定する方法の開発、また、実験データに適合する構造モデルから中距離秩序を抽出する試みを行った。 大規模な構造モデル構築の課題において、構造エネルギーや原子にかかる力を高速に計算するために機械学習モデルの開発に取り組んだ。訓練データとして、DC-DFTB法を用...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1994

【研究代表者】中井 浩巳 京都大学, 工学部, 助手 (00243056)

【キーワード】銀触媒 / エチレン / エポキシ化反応 / 量子化学 / 分子軌道法 (他8件)

【概要】本研究では、エチレンの部分酸化反応における銀の触媒作用の電子的オリジンを、量子化学的なアプローチにより解明することを目指し、以下のテーマを実行した。表面-分子相互作用系のモデルには、先に我々が提案したDipped Adcluster Model(DAM)を用いた。 (1)エポキシ化反応の電子的メカニズムの解明:銀の清浄表面には、エチレンは吸着しないことが知られている。そのため、エポキシ化反応は、吸...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】田村 宏之 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60390655)

【キーワード】有機太陽電池 / 励起子 / 電子移動 / 量子ダイナミックス / 第一原理計算 (他9件)

【概要】有機薄膜太陽電池の潜在力を最大限引き出すためには、光吸収、励起子拡散、ドナー-アクセプター界面でのキャリア生成、電子・正孔の電極への輸送の各素過程の効率やエネルギー損失が生じるメカニズムを解明し、材料設計の指針を得ることが重要である。有機半導体は誘電率が低いため電子-正孔間の静電引力が電荷分離状態（CT）を界面に局在させる傾向がある。このため、どのように静電障壁に打ち勝って励起子からフリーな電子-...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】松下 叔夫 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80229468)

【キーワード】量子化学文献データベース / 量子化学 / データベース / 非経験的分子軌道法 / ab initio計算 (他9件)

【概要】量子化学文献データベース(以下QCLDBと略す)は、国内外の主要な学術雑誌に発表された、非経験的量子化学計算に関する文献を収録したデータベースであり、広く世界中の研究者に利用されている。本研究の目的は、QCLDBを、さらに質の高いデータベースとして、恒常的に提供するため、システム全体を見直し、新しいQCLDB(以下QCLDBIIと略す)を構築することである。このため、先ず、データの書式や項目などの...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】西村 好史 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10778103)

【キーワード】計算化学 / 量子化学 / 分子動力学 / 分子シミュレーション / 並列計算

【概要】

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】西村 好史 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10778103)

【キーワード】計算化学 / 量子化学 / 分子動力学 / 分子シミュレーション / 並列計算

【概要】

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】西村 好史 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10778103)

【キーワード】計算化学 / 量子化学 / 分子動力学 / 分子シミュレーション / 並列計算

【概要】

【研究テーマ】社会システム工学・安全システム

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【研究代表者】山下 真 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20386824)

【キーワード】数理計画法 / 並列計算 / 半正定値計画問題 / 応用数学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング (他8件)

【概要】半正定値計画問題は、量子化学や制御理論など幅広い応用を持つ重要な数理計画問題である。しかしながら、量子化学などから発生する半正定値計画問題は大規模になる傾向が強く、一台の計算機では求解が難しい。本研究では、Schur補完行列にかかる計算に並列計算を適用することで、既存ソフトウェアでは不可能であった大規模な半正定値計画問題の求解を実現した。さらに行列の特徴を活用し、高い並列効果を得ることに成功した。...

【研究テーマ】

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2020-09-11 - 2022-03-31

【研究代表者】藤波 美起登 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (50875391)

【キーワード】量子化学計算 / 機械学習 / 構造最適化 / 遷移状態 / 量子化学

【概要】本研究では、分子構造の迅速な探索のために、分子中の原子に働くフォースを機械学習を用いて高速に予測する手法の開発に取り組んだ。有機分子の構造最適化および有機金属錯体反応に関するフォースのデータベースを構築し、種々の機械学習手法を適用することでその予測精度を検証した。フォースの予測に必要なデータベース、記述子および機械学習手法に関する知見が得られた。また、構築したデータベースは本研究に限らず計算化学研...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1994

【研究代表者】中井 浩巳 京都大学, 工学部, 助手 (00243056)

【キーワード】銀触媒 / エチレン / エポキシ化反応 / 量子化学 / 分子軌道法 (他8件)

【概要】本研究では、エチレンの部分酸化反応における銀の触媒作用の電子的オリジンを、量子化学的なアプローチにより解明することを目指し、以下のテーマを実行した。表面-分子相互作用系のモデルには、先に我々が提案したDipped Adcluster Model(DAM)を用いた。 (1)エポキシ化反応の電子的メカニズムの解明:銀の清浄表面には、エチレンは吸着しないことが知られている。そのため、エポキシ化反応は、吸...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】蛋白質 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 電子状態 / 電子状態計算 / タンパク質 (他9件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、計算構造モデリングの自動化とQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行い、タンパク質電子状態データベースへの計算事例追加をより加速させるための基盤技術を確立した。YAML形式の入力ファイルを採用することで、プログラミングなしに安全かつ簡便にQCLO法を利用したタンパク質電子状態計算が可能となった。開発したソースコードはインターネット上に公開済みである...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)

【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)

【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】八木 清 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401128)

【キーワード】QM/MM計算 / 分子動力学計算 / タンパク質・リガンド相互作用 / 蛍光イメージング (他9件)

【概要】蛍光イメージングは、標的タンパク質を蛍光ラベル化することで、その細胞内動態の直接観察を可能にする、生命科学研究に必要不可欠な手法である。最近、タグタンパク質-蛍光プローブが新たなラベル化手法として注目を集めている。しかし、その光機能制御にはまだ課題があり、タグタンパク質-蛍光プローブの相互作用と光化学過程に対する基礎的な理解が求められている。本研究では、量子化学（QM）計算と分子力場（MM）を組み...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1997

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学部, 講師 (00243056)

【キーワード】固体表面 / 表面吸着 / 励起ダイナミックス / 理論的研究 / 触媒作用 (他22件)

【概要】固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミック...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)

【キーワード】量子化学計算 / 熱力学量 / 溶媒効果 / Henry定数 / CO2化学吸収法 (他14件)

【概要】本研究では、凝縮相の熱力学計算に対する高精度量子化学計算法の確立を目指して、我々が開発した新しい理論モデルである調和溶媒和モデル(HSM)の実践的応用を行った。その他、本目的に必要な理論的検討を行った。具体的には、以下の4つのテーマを実践した。 ①剛体近似型調和溶媒和モデル(RB-HSM)の開発、②量子化学計算による気液平衡の理論的検討、③気体の溶解度に対する量子化学計算、④量子化学計算による標準...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】八木 清 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401128)

【キーワード】QM/MM計算 / 分子動力学計算 / タンパク質・リガンド相互作用 / 蛍光イメージング (他9件)

【概要】蛍光イメージングは、標的タンパク質を蛍光ラベル化することで、その細胞内動態の直接観察を可能にする、生命科学研究に必要不可欠な手法である。最近、タグタンパク質-蛍光プローブが新たなラベル化手法として注目を集めている。しかし、その光機能制御にはまだ課題があり、タグタンパク質-蛍光プローブの相互作用と光化学過程に対する基礎的な理解が求められている。本研究では、量子化学（QM）計算と分子力場（MM）を組み...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】八木 清 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401128)

【キーワード】QM/MM計算 / 分子動力学計算 / タンパク質・リガンド相互作用 / 蛍光イメージング (他9件)

【概要】蛍光イメージングは、標的タンパク質を蛍光ラベル化することで、その細胞内動態の直接観察を可能にする、生命科学研究に必要不可欠な手法である。最近、タグタンパク質-蛍光プローブが新たなラベル化手法として注目を集めている。しかし、その光機能制御にはまだ課題があり、タグタンパク質-蛍光プローブの相互作用と光化学過程に対する基礎的な理解が求められている。本研究では、量子化学（QM）計算と分子力場（MM）を組み...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】西村 好史 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10778103)

【キーワード】計算化学 / 量子化学 / 分子動力学 / 分子シミュレーション / 並列計算

【概要】

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】LOETSTEDT ERIK 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632984)

【キーワード】時間依存シミュレーション / シュレーディンガー方程式 / 強光子場科学 / レーザー分子相互作用 / Schrodinger equation (他10件)

【概要】化学反応を理解するためには、分子内の電子の動きを明らかにする量子力学的なシミュレーションが欠かせない。本研究の目的は、時間に依存するシュレーディンガー方程式を解くための方法の開発である。本研究では、二つの新しい方法論を提案した。（１）Factorized CI法と（２）時間依存ジェミナル法である。（１）のFactorized CI法は、配置間相互作用係数の行列を行列積で近似する方法で、（２）の時間...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】蛋白質 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 電子状態 / 電子状態計算 / タンパク質 (他9件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、計算構造モデリングの自動化とQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行い、タンパク質電子状態データベースへの計算事例追加をより加速させるための基盤技術を確立した。YAML形式の入力ファイルを採用することで、プログラミングなしに安全かつ簡便にQCLO法を利用したタンパク質電子状態計算が可能となった。開発したソースコードはインターネット上に公開済みである...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)

【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)

【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】八木 清 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401128)

【キーワード】QM/MM計算 / 分子動力学計算 / タンパク質・リガンド相互作用 / 蛍光イメージング (他9件)

【概要】蛍光イメージングは、標的タンパク質を蛍光ラベル化することで、その細胞内動態の直接観察を可能にする、生命科学研究に必要不可欠な手法である。最近、タグタンパク質-蛍光プローブが新たなラベル化手法として注目を集めている。しかし、その光機能制御にはまだ課題があり、タグタンパク質-蛍光プローブの相互作用と光化学過程に対する基礎的な理解が求められている。本研究では、量子化学（QM）計算と分子力場（MM）を組み...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】平野 敏行 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60451887)

【キーワード】タンパク質 / 電子状態 / 量子化学 / 電子状態計算 / 密度汎関数法 (他12件)

【概要】タンパク質電子状態計算において、電子状態計算の高速化・効率化および計算構造モデリングとQCLO法に基づく電子状態計算の自動化に関する研究開発を行った。GPUによって電子状態計算の高速化し、メモリマップドファイルによって限られた計算機資源でのタンパク質電子状態計算の達成を実現した。QCLO法に基づく自動計算プログラムの機能追加・改良を施し、入力コードの保守性・視認性を向上させた。電子状態計算に基づく...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】松下 叔夫 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80229468)

【キーワード】量子化学文献データベース / 量子化学 / データベース / 非経験的分子軌道法 / ab initio計算 (他9件)

【概要】量子化学文献データベース(以下QCLDBと略す)は、国内外の主要な学術雑誌に発表された、非経験的量子化学計算に関する文献を収録したデータベースであり、広く世界中の研究者に利用されている。本研究の目的は、QCLDBを、さらに質の高いデータベースとして、恒常的に提供するため、システム全体を見直し、新しいQCLDB(以下QCLDBIIと略す)を構築することである。このため、先ず、データの書式や項目などの...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【研究代表者】藪下 聡 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (50210315)

【キーワード】文献データベース / データベース / 量子化学 / 非経験分子軌道法 / QCLDB (他9件)

【概要】本研究では、量子化学の非経験的分子軌道の波動関数を記載している論文の文献データベース(Quantum Chemistry Literature Data Base.以下QCLDBと略す)システムをインターネット化するための問題点を調べ、その解決をはかるため、様々の検討を行った。 1.QCLDBのホームページを作成し、利用者がインターネットを使って、そのホームページ上で検索作業が行える様なシステムを...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】松下 叔夫 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80229468)

【キーワード】量子化学文献データベース / 量子化学 / データベース / 非経験的分子軌道法 / ab initio計算 (他9件)

【概要】量子化学文献データベース(以下QCLDBと略す)は、国内外の主要な学術雑誌に発表された、非経験的量子化学計算に関する文献を収録したデータベースであり、広く世界中の研究者に利用されている。本研究の目的は、QCLDBを、さらに質の高いデータベースとして、恒常的に提供するため、システム全体を見直し、新しいQCLDB(以下QCLDBIIと略す)を構築することである。このため、先ず、データの書式や項目などの...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1997

【研究代表者】中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

【キーワード】SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン (他9件)

【概要】(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。まず、SAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するバミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来のものとは全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度...