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Benchmarking of DFT with M$"o$ssbauer isomer shift values for heavy metal complexes

重金属錯体におけるメスバウアー異性体シフトを用いた密度汎関数法のベンチマーク研究

金子 政志 ; 渡邉 雅之

Kaneko, Masashi; Watanabe, Masayuki

メスバウアー異性体シフトと原子核位置での電子密度の線形関係は、メスバウアー元素とその周辺環境との共有結合的相互作用の定量性を保証する。したがって計算手法の妥当性は、実験値のメスバウアー異性体シフト値群と量子化学計算で見積もった電子密度群の線形性を比較することで評価することができる。これまでに我々は、$$^{99}$$Ru, $$^{151}$$Eu, $$^{189}$$Os, $$^{237}$$Np核を含む重金属錯体を対象とし、いくつかの密度汎関数法を用いてその線形性を比較してきた。その結果、密度汎関数に厳密な交換ポテンシャルを混合することによって、その線形性が向上することが分かった。当日は、重金属錯体の化学結合特性に加えて、マイナーアクチノイド分離の分野への応用可能性についても発表する。

A linear relationship between M$"o$ssbauer isomer shift values and electron densities at nucleus position assures the quantitative evaluation of the covelant interaction between a M$"o$ssbauer element and the surroundings. The evaluation of the linearity between experimental isomer shift values and estimated electron densities via quantum chemical calculation helps us to validate the computational method for estimating the bonding property. Our recent studies have demonstrated the benchmarking with the linear relationship using density functional calculations for heavy metal complexes, including $$^{99}$$Ru, $$^{151}$$Eu, $$^{189}$$Os and $$^{237}$$Np M$"o$ssbauer nuclides. The linearity was obtained with high correlation coefficient by mixing exact exchange potential into density functional. We will also present the bonding properties for the heavy metal complexes, as well as the application possibility of the computational method to the field of minor actinide partitioning.

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