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高精度電子状態理論による理論精密分光と光物性化学


(分子研、計算科学研究センター)江原正博


 励起状態にある分子は特徴的な光物性や反応性を示すことから、分子の励起状態の精密な理論研究は、実用的に重要であり、分子科学的にも興味深い。励起状態を精密に記述するためには、優れた電子状態理論が必要である。我々は、高精度な電子相関理論を開発し、興味深い光−電子過程の研究を行ってきた。具体的な研究テーマは、1)高精度電子状態理論の開発、2)理論精密分光、3)光物性科学、4)表面光化学、表面触媒化学である。本トピックスでは、これらの研究テーマから最近の研究についての概要を紹介する。
1)高精度電子状態理論の開発
開殻系の多電子過程の励起状態を精密にかつ効率的に記述できるactive space法を開発し、ラジカルの結合解離や多電子過程の状態に有効であることを示した。エネルギー・グラジエント法を実装し、励起状態の構造論や断熱励起エネルギーに応用し、有用性を示した。
2)理論精密分光
分子の内殻電子過程におけるバレンス・リドベルグ混合の重要性やその温度効果を理論的に明らかにした。また、Double core-hole状態の新しい分子分光の可能性を理論的に示した。
3)光物性科学
有機ELりん光材料であるIr錯体の電子励起と発光過程について研究を行った。また、紫外線遮蔽に有効な分子の光化学や、バイオセンサーの光誘起電子移動過程の電子的メカニズムを明らかにした。
4) 表面化学
表面―分子系の電子移動を表現する励起状態理論をCO/Ni表面やCH3OH/Pt表面の光電子スペクトルに応用し、ピークシフトのメカニズムを解明した。また、燃料電池におけるPt表面上のメタノール酸化反応について研究し、反応メカニズムを提案した。
下図はこれらの研究をまとめたものである。
高精度電子状態理論の開発 光物性科学:有機ELとバイオセンサー 理論精密分光 表面触媒反応と表面光化学 (※各図をクリックすると、拡大したものをご覧頂く事が出来ます。)



*出典:ナノ統合第4回公開シンポジウム要旨集より。
 掲載に際しては江原正博教授のご了承を得ています。



江原研究室ホームページへのリンク: http://tc.ims.ac.jp/

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