計算ナノ科学 第一原理計算の基礎と高機能ナノ材料への適用
大野かおる
近代科学社ナノシリーズ第6巻、実験では正確に捉えることが難しいナノスケールの極微の世界の構造や性質、機能を実験よりも先に理論計算で正確に予測していくための高度な第一原理計算に必要不可欠な基礎知識と様々なナノテクノロジーへの応用例を与える。
書籍情報
著者: 大野かおる
共著者: , 中村振一郎, 水関博志, 佐原亮二
発行日: 2019-08-01
最終更新日: 2019-08-01
バージョン: 1.0.0
ページ数: 272ページ(PDF版換算)ページ
対応フォーマット: PDF
出版社: 近代科学社
対象読者
ナノテク,量子化学,第一原理計算,量子多体問題,多体電子論,シュレーディンガー方程式,固有値問題,密度汎関数理論,自己無撞着法,摂動近似,ハートリー-フォック近似,グリーン関数に興味がある人
著者について
第1章，第2章担当
1984年東北大学大学院理学研究科物理学専攻博士後期課程修了・理学博士
同年日本学術振興会奨励研究員
1986年東北大学教養部（物理学科）助手
1987年Alexisander von Humboldt 研究員（Mainz 大学，J¨ulich KFA）
1990年東北大学金属材料研究所助教授
2000年横浜国立大学工学部知能物理工学科教授
2001年横浜国立大学大学院工学研究院（物理工学分野）教授
現在に至る．
主要著書『コンピュータシミュレーションによる物質科学』（共著，共立出版，1996 年），『ナノシミュレーション技術ハンドブック』（共著，共立出版，2006 年），『密度汎関数法の発展マテリアルデザインへの応用』（共著，丸善，2012 年）『計算と物質（岩波講座「計算科学」第3 巻）』（共著，岩波書店，2012 年），Computational Materials Science: From Ab Initio to Monte Carlo Methods, 2nd Edition（共著，Springer-Verlag，2018 年）
目次
第1章 基礎理論
- 1.1 多電子系，ハートリーフォック近似
- 1.2 密度汎関数理論
- 1.3 第2 量子化
- 1.4 （拡張）準粒子理論
- 1.5 連結クラスター定理，骨格図形，自己無撞着GWΓ 法
- 1.6 グリーン関数
- 1.7 ウィックの定理
- 1.8 配置間相互作用
- 1.9 多体摂動論
第2章 カーボン系への応用
- 2.1 強束縛近似
- 2.2 電子波動関数の表現方法
- 2.3 自己無撞着計算
- 2.4 力の計算，第一原理分子動力学法
- 2.5 時間依存密度汎関数理論
- 2.6 GW 近似・バーテックス補正
第3章 CO2還元を目指す計算科学
- 3.1 はじめに
- 3.2 CO2 分子とは何か，CO2 の活性化を量子化学の言葉で言えば
- 3.3 CO2 アニオンラジカルを巡る同定危機(Identity Crisis)
- 3.4 ラティマーフロスト(Latimer-Frost) ダイアグラム
- 3.5 天然光合成におけるCO2 還元の不思議
- 3.6 均一系触媒によるCO2 還元
- 3.7 不均一系触媒（固体触媒）によるCO2 還元
- 3.8 イオン液体によるCO2 還元
- 3.9 触媒の回転頻度TOF についての定量的評価方法
第4章 第一原理計算の適用例
- 4.1 はじめに
- 4.2 重金属除去剤の機能発現機構
- 4.3 新水素貯蔵材料の理論設計
- 4.4 鉄の腐食のメカニズム解明
- 4.5 チタンの表面酸化メカニズム解明とそのシリコン添加の効果
- 4.6 多元系炭化物γ-M23C6 の相安定性の温度依存性解析
- 4.7 今後の展望