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and Ag clusters小泉 亮人*; 立川 仁典*; 志賀 基之
Chemical Physics, 419, p.44 - 49, 2013/06
被引用回数：1 パーセンタイル：2.56(Chemistry, Physical)水和金属イオンに対して原子核の量子効果及び温度効果を明らかにするため、第一原理分子動力学法,経路積分分子動力学法及びリングポリマー分子動力学法を用いてAg(H
O)
(
=1-4)とCu(HO)の分子構造と赤外スペクトルを調べた。その結果、量子効果及び温度効果による分子振動の非調和性は分子系や振動モードに依存していることが見いだされた。低振動モードは、複雑なモードカップリングの存在により、振動スペクトルは水和分子が多くなるにつれ幅広いバンドとなる。これに対してHOH変角振動モードのピークは、非調和性により系統的に赤方にシフトする。OH伸縮振動モードでも同様な赤方シフトが見られたが、シフトの大きさは系により依存する。したがって、上記のようなスペクトルの非調和性は、調和振動の一様なスケーリング則で表すことはできないことが結論づけられる。
O)小泉 亮人*; 鈴木 机倫*; 志賀 基之; 立川 仁典*
International Journal of Quantum Chemistry, 112(1), p.136 - 139, 2012/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.05(Chemistry, Physical)本論文発表では、金属水酸化物MOH(HO)クラスターの構造と動力学について、第一原理経路積分分子動力学法による計算機シミュレーションを行った成果について報告する。対象とした系では、アルカリ金属類(M=Li, Na, K)の場合は、Mイオンの移動と協同して、水酸化物イオンと水分子の間でプロトン移動が起きるが、これに反して、貴金属類(M=Cu, Ag, Au)の場合は、このようなプロトン移動プロセスは全く見られなかった。これは、貴金属と水の間の結合の方位性がプロトン移動の反応障壁を高くしているためであると考えられ、金属水酸化物クラスターに対する新たな知見と位置付けられる。なお、本成果は、科学研究費補助金研究の一環として実施され、原子力材料シミュレーションの高度化手法の金属水酸化物クラスターへ応用例であり、基礎化学の発展に資する成果である。
大道 雅史*; 小泉 亮人*; 志賀 基之; 立川 仁典*
Theoretical Chemistry Accounts, 130(2-3), p.385 - 391, 2011/10
被引用回数：6 パーセンタイル：13.82(Chemistry, Physical)本論文発表では、Watson-Crickタイプのグアニン-シトシン塩基対の水素結合構造について、半経験的ポテンシャルエネルギー面を用いた古典的なハイブリッドモンテカルロ法及び量子的な経路積分ハイブリッドモンテカルロ法で計算した成果について報告する。得られた成果としては、3つのNH
X水素結合部を詳しく調べたところ、量子効果によって分子内NH結合が伸び、HXが縮む傾向が見られたことである。ここで、水素結合距離NXは、HX距離とは相関するが、NH距離とは相関しないこと、また、隣同士の水素結合距離には相関があることもわかった。なお、本研究は科学研究費補助金研究の一環として実施された研究であり、原子力材料物性シミュレーションの高度化手法の生体分子への適用により得られた成果である。
小泉 亮人*; 鈴木 机倫*; 志賀 基之; 立川 仁典*
Journal of Chemical Physics, 134(3), p.031101_1 - 031101_3, 2011/01
被引用回数：14 パーセンタイル：42.14(Chemistry, Physical)本論文では、開発した原子核の量子効果を考慮する第一原理計算手法を、水素結合を有する複数の化合物に応用した場合に得られた成果について発表する。なお、開発当該手法の特徴は、第一原理計算に、経路積分により原子核の量子効果を付加することで、より正確に化合物のダイナミクスが再現可能になった点にあり、その手法の適用例として恰好の対象となる同位体異性化合物のMH
O
とMDOに対して、各々、M
Li, Na, Kとし、そのダイナミクスを比較することで、正イオンの並進運動とプロトン移動の連成が実現していることがわかった。また、小さな正イオンほど、MHOの構造をより大きく歪ませるため、プロトン移動の障壁が高くなり、振動励起エネルギーが低くなることも判明した。これらの成果から、当該手法を用いると、従来、困難とされた水素同位体を含む化合物の詳細な構造解析が可能であることがわかる。以上、本研究成果によりさまざまな同位体を有する化合物の化学反応における同位体効果の理解が進展する。
