2025/10/20 更新

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キタ　ユキウミ
北 幸海
Yukiumi Kita
所属
生命ナノシステム科学研究科 物質システム科学専攻 准教授
理学部 理学科
職名
准教授
ホームページ
http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~tachi/
プロフィール
2015年4月 - 現在 ： 横浜市立大学 生命ナノシステム科学研究科 准教授
2010年4月 - 2015年3月 ： 横浜市立大学 生命ナノシステム科学研究科 助教
2009年4月 - 2010年3月 ： 横浜市立大学 量子物理化学研究室 特任助教
2007年4月 - 2009年3月 ： 独立行政法人 科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 博士研究員
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 2007年3月   横浜市立大学 ）

研究キーワード

  • 陽電子科学

  • 第一原理計算

  • 理論化学

  • 非調和振動状態解析

  • 量子モンテカルロ法

  • 陽電子化合物

  • 計算化学

研究分野

  • 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学

学歴

  • 横浜市立大学   総合理学研究科   自然システム科学専攻

    - 2007年3月

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    国名： 日本国

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所属学協会

  • 理論化学会

    2020年12月 - 現在

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  • 分子科学会

    2008年1月 - 現在

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  • 日本コンピュータ化学会

    2007年4月 - 現在

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  • 日本化学会

    2006年4月 - 現在

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  • 日本物理学会

    2004年1月

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論文

  • Theoretical analysis of H/D isotope effect on the binding of a positron to acetaldehyde molecule 査読

    Kaito Dohi, Masanori Tachikawa, Yukiumi Kita

    The European Physical Journal D   78 ( 8 )   110   2024年8月

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    担当区分：責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1140/epjd/s10053-024-00871-1

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1140/epjd/s10053-024-00871-1/fulltext.html

  • Theoretical Analysis of Hydrogen-Bonded Structures of the Enhanced Green Fluorescent Protein with Multi-Component Density Functional Theory 査読

    Mio Takakuwa, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Yusuke Kanematsu, Takayoshi Ishimoto, Motoyasu Adachi, Masanori Tachikawa

    Bulletin of the Chemical Society of Japan   96 ( 7 )   711 - 716   2023年7月

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    担当区分：責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Chemical Society of Japan  

    DOI： 10.1246/bcsj.20230085

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  • Stability and bonding nature of positronic lithium molecular dianion. 国際誌

    Shumpei Ito, Daisuke Yoshida, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa

    The Journal of chemical physics   158 ( 20 )   2023年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    We studied the stability of a system consisting of a positron (e+) and two lithium anions, [Li-; e+; Li-], using first-principles quantum Monte Carlo calculations combined with the multi-component molecular orbital method. While diatomic lithium molecular dianions Li22- are unstable, we found that its positronic complex can form a bound state with respect to the lowest energy decay into the dissociation channel Li2- and a positronium (Ps). The [Li-; e+; Li-] system has the minimum energy at the internuclear distance of ∼3 Å, which is close to the equilibrium internuclear distance of Li2-. At the minimum energy structure both an excess electron and a positron are delocalized as orbiting around the Li2- molecular anion core. A dominant feature of such a positron bonding structure is described as the Ps fraction bound to Li2-, unlike the covalent positron bonding scheme for the electronically isovalent [H-; e+; H-] complex.

    DOI： 10.1063/5.0150246

    PubMed

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  • Theoretical investigations of positron affinities and their structure-dependent properties of carbon dioxide clusters (CO<sub>2</sub>)<sub><i>n</i></sub> (<i>n</i> = 1–5)

    Miku Furushima, Makito Takagi, Daisuke Yoshida, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa

    Physical Chemistry Chemical Physics   25 ( 1 )   625 - 632   2023年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    Clusters of CO<sub>2</sub> can have positron binding states. Besides, they have various kinds of binding origins depending on the nuclear configurations.

    DOI： 10.1039/d2cp03788b

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  • Theoretical Study of the Isotope and Homologue Effects on Nuclear Magnetic Shielding in Water and Hydrogen Sulfide Molecules

    Kiriko Ishii, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa, Yukiumi Kita

    Chemistry Letters   51 ( 3 )   342 - 344   2022年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Chemical Society of Japan  

    DOI： 10.1246/cl.210760

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  • Development of anharmonic vibrational structure theory using backflow transformation

    Kiriko Ishii, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa, Yukiumi Kita

    Chemical Physics Letters   787   139263 - 139263   2022年1月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2021.139263

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  • Decomposition analysis on the excitation behaviors of thiazolothiazole (TTz)-based dyes <i>via</i> the time-dependent dielectric density functional theory approach

    Takumi Naito, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa

    RSC Advances   12 ( 53 )   34685 - 34693   2022年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    Decomposition analysis shows that the solvent reorientation effect causes solvatofluorochromism of TTz dyes.

    DOI： 10.1039/d2ra06454e

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  • A comprehensive theoretical study of positron binding and annihilation properties of hydrogen bonded binary molecular clusters

    Daisuke Yoshida, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa

    Physical Chemistry Chemical Physics   24 ( 43 )   26898 - 26907   2022年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    Small hydrogen inorganic molecules such as water have no positron binding ability. We revealed that their hydrogen bonded binary molecular clusters exhibit greater positron affinities due to the increased dipole moments and polarization effect.

    DOI： 10.1039/d2cp03813g

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  • Positron Binding and Annihilation Properties of Amino Acid Systems

    Maya Ozaki, Daisuke Yoshida, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa

    ACS Omega   6 ( 44 )   29449 - 29458   2021年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)  

    DOI： 10.1021/acsomega.1c03409

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  • Theoretical investigation of the enhancement of positron affinity by the vibration and dimerization of non-polar carbon disulfide

    Miku Furushima, Daisuke Yoshida, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   2021年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ROYAL SOC CHEMISTRY  

    The positronic bound state for the non-polar carbon disulfide (CS2) has been experimentally identified, although previous theoretical investigations, which were dedicated to studying the positronic CS2 monomer, could not reasonably reproduce the experimentally measured positron affinity. In the present study, we performed analysis of the vibrational averaged positron affinity for the positronic CS2 dimer, [C2S4; e(+)], using the Hartree-Fock and configuration interaction levels of the multi-component molecular orbital method combined with the self-consistent field level of the vibrational variational Monte Carlo method. We demonstrated that the equilibrium structure of the non-polar C2S4 can have the positronic bound state with a positron affinity of about 46.18 meV in the configuration interaction level, while this is 0 meV in the Hartree-Fock level. Furthermore, by taking into account the vibrational effect, we succeeded in reproducing the resonant positron kinetic energies lying close to the experimental value, where the vibrational averaged positron affinity becomes greater with an increased dipole moment and dipole polarizability. We also showed possible mechanisms to effectively enhance the resonant positron capture for [C2S4; e(+)], associated with both the infrared active and infrared inactive vibrational modes.

    DOI： 10.1039/d1cp02808a

    Web of Science

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  • Theoretical investigation of the enhancement of positron affinity by the vibration and dimerization of non-polar carbon disulfide

    Miku Furushima, Daisuke Yoshida, Yukiumi Kita, Tomomi Shimazaki, Masanori Tachikawa

    Physical Chemistry Chemical Physics   2021年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    We found that CS<sub>2</sub> obtains positron binding ability by dimerization with vibrational Feshbach resonance.

    DOI： 10.1039/d1cp02808a

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  • First-principles quantum Monte Carlo studies for prediction of double minima for positronic hydrogen molecular dianion 査読 国際誌

    Shumpei Ito, Daisuke Yoshida, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    The Journal of Chemical Physics   153 ( 22 )   224305 - 224305   2020年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing  

    We studied the positron (e+) interaction with the hydrogen molecular dianion H2 2- to form the positronic bound state of [H-; e+; H-] using the first-principles quantum Monte Carlo method combined with the multi-component molecular orbital one. H2 2- itself is unstable, but it was shown that such an unbound H2 2- may become stable by intermediating a positron and forming the positronic covalent bond of the [H-; e+; H-] system [J. Charry et al., Angew. Chem., Int. Ed. 57, 8859-8864 (2018)]. We newly found that [H-; e+; H-] has double minima containing another positronic bound state of [H2; Ps-]-like configuration with the positronium negative ion Ps- at the bond distance approximately equal to the equilibrium H2 molecule. Our multi-component variational Monte Carlo calculation and the multi-component configuration interaction one resulted in the positronic covalent bonded structure being the global minimum, whereas a more sophisticated multi-component diffusion Monte Carlo calculation clearly showed that the [H2; Ps-]-like structure at the short bond distance is energetically more stable than the positronic covalent bonded one. The relaxation due to interparticle correlation effects pertinent to Ps- (or Ps) formation is crucial for the formation of the Ps-A2-like structure for binding a positron to the non-polar negatively charged dihydrogen.

    DOI： 10.1063/5.0022673

    PubMed

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  • Theoretical analysis of the binding of a positron to acetaldehyde molecule

    K. Dohi, M. Tachikawa, M. Tachikawa, Y. Kita

    Journal of Physics: Conference Series   1412 ( 22 )   2020年6月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1088/1742-6596/1412/22/222012

    Scopus

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  • Theoretical analysis of the binding of a positron and pair-annihilation in fluorinated benzene molecules

    Kuniaki Ono, Takayuki Oyamada, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    The European Physical Journal D   74 ( 5 )   2020年5月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1140/epjd/e2020-100538-3

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    その他リンク： http://link.springer.com/article/10.1140/epjd/e2020-100538-3/fulltext.html

  • Hydration Effect on Positron Binding Ability of Proline: Positron Attachment Induces Proton-Transfer To Form Zwitterionic Structure 査読

    Kento Suzuki, Yutaro Sugiura, Toshiyuki Takayanagi, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    J. Phys. Chem. A   123 ( 6 )   1217 - 1224   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jpca.8b11653

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  • Positron binding to hydrocarbon molecules: Calculation using the positron- electron correlation polarization potential 査読

    Yutaro Sugiura, Kento Suzuki, Toshiyuki Takayanagi, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    Eur. Phys. J. D   73 ( 8 )   162 - 10pages   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1140/epjd/e2019-100147-y

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    その他リンク： http://link.springer.com/article/10.1140/epjd/e2019-100147-y/fulltext.html

  • Quantum dynamics calculation of the annihilation spectrum for positron–proline scattering 査読

    Yutaro Sugiura, Kento Suzuki, Shoichi Koido, Toshiyuki Takayanagi, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    Comp. Theo. Chem.   1147   1 - 7   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.comptc.2018.11.013

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  • Quantum dynamics calculations for e+ + LiH  Li+ + [H; e+] dissociative positron attachment using a pseudopotential model 査読

    Kento Suzuki, Toshiyuki Takayanagi, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa, Takayuki Oyamada

    Computational and Theoretical Chemistry   1123   135 - 141   2018年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.comptc.2017.11.023

    Scopus

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  • Ab initio investigations of stable geometries of the atmospheric negative ion NO3-(HNO3)2 and its monohydrate 査読

    Atsuko Ueda, Yukiumi Kita, Kanako Sekimoto, Masanori Tachikawa

    Progress in Theoretical Chemistry and Physics   in-press   2018年

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    記述言語：英語  

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  • Reduction of OH vibrational frequencies in amino acids by positron attachment 査読

    Yutaro Sugiura, Kento Suzuki, Toshiyuki Takayanagi, Yukiumi Kita, M. Tachikawa

    J. Comput. Chem.   39   2060 - 2066   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/jcc.25387

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  • シリーズ 陽電子が拓く物質の科学 第7回 原子・分子の陽電子束縛状態と対消滅率の第一原理計算

    立川 仁典, 北 幸海, 小山田 隆行, 高柳 敏幸

    原子衝突学会誌しょうとつ   15 ( 6 )   113   2018年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：原子衝突学会  

    我々は分子軌道法や量子モンテカルロ法などの高精度な第一原理計算手法を多成分系に理論拡張・ 実装し，陽電子束縛原子・分子における陽電子親和力や対消滅率の精密計算を実現してきた.さらには分子振動の効果を考慮することで，最新の振動フェッシュバッハ共鳴実験と良い一致を得た.水素化アルカリ分子やニトリル化合物等の陽電子束縛分子を系統的に解析した結果，電子軌道と比べて陽電子軌道は空間的に大きく拡がり，また陽電子親和力と親分子の永久双極子モーメント，双極子分極率の間に良い相関が見られた.

    DOI： 10.50847/collision.15.6_113

    CiNii Research

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  • Quantum dynamics study on the binding of a positron to vibrationally excited states of hydrogen cyanide molecule 査読

    Toshiyuki Takayanagi, Kento Suzuki, Takahiko Yoshida, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   675   118 - 123   2017年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2017.03.025

    Web of Science

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  • A molecular dynamics study of the temperature effects on the gas phase crystal growth of C60 fullerene molecules 査読

    Kiriko ISHII, Kosuke KASHIWABA, Yukiumi KITA

    Journal of Computational Chemistry, Japan   16 ( 5 )   152 - 154   2017年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Effects of vibrational anharmonicity and inter-mode couplings on the binding energy of a positron to molecules 査読

    Y. Kita, M. Tachikawa

    14TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON SLOW POSITRON BEAM TECHNIQUES & APPLICATIONS   791   012015   2017年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1088/1742-6596/791/1/012015

    Web of Science

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  • Theoretical study of a positron-attachment to vibrational excited states for non-polar carbon disulfide molecule 査読

    Yu Takeda, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D   70 ( 6 )   132   2016年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1140/epjd/e2016-70140-7

    Web of Science

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  • Investigation of New Cooling Paints Based on Copolymers of N-Isopropylacrylamide with Butyl Acrylate and N,N-Dimethylacrylamide 査読

    Hayato Sasaki, Hisashi Honda, Rokuro Fujita, Aki Tosaka, Kanako Sekimoto, Yukiumi Kita, Hideyuki Tukada

    International Research Journal of Pure & Applied Chemistry   11 ( 3 )   1 - 11   2016年

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    記述言語：英語  

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  • 21aBA-7 陽電子化合物の第一原理計算へのモデルポテンシャルの実装

    武田 湧, 小山田 隆行, 北 幸海, 立川 仁典

    日本物理学会講演概要集   71   711 - 711   2016年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_711

    CiNii Books

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  • 22aCD-5 大気負イオンNO_3^-(HNO_3)_2とその一水和物の安定構造に関する理論的解析

    植田 敦子, 北 幸海, 立川 仁典

    日本物理学会講演概要集   71   799 - 799   2016年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_799

    CiNii Books

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  • カーボンナノウォールの電子状態と水素吸着

    15 ( 5 )   177 - 183   2016年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2477/jccj.2016-0016

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  • The Effect of Molecular Vibrations on the Binding of a Positron to Polyatomic Molecules 査読

    Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    RECENT PROGRESS IN QUANTUM MONTE CARLO   1234   63 - 75   2016年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    Web of Science

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  • Application of Copolymers of N-Isopropylacrylamide and Vinyl Acetates for use in Cooling Materials 査読

    Hayato Sasaki, Hisashi Honda, Rokuro Fujita, Aki Tosaka, Kanako Sekimoto, Yukiumi Kita, Hideyuki Tukada

    International Journal of Innovative Research in Technology and Science   4 ( 1 )   8 - 17   2016年

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    記述言語：英語  

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  • Investigation of New Cooling Paints Actuated on Hot Days without Electrical Energy and Labors 査読

    Meiko Kadokura, Hisashi Honda, Hayato Sasaki, Rokuro Fujita, Aki Tosaka, Kanako Sekimoto, Yukiumi Kita, Hideyuki Tukada

    Asian Journal of Science and Technology   7 ( 3 )   2547 - 2555   2016年

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    記述言語：英語  

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  • Ferromagnetic spin coupling in the chromium dimer cation: Measurements by photodissociation spectroscopy combined with coupled-cluster calculations 査読

    Kazuhiro Egashira, Yurika Yamada, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   142 ( 5 )   054309   2015年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.4907197

    Web of Science

    PubMed

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  • A Large-scale Parallel Computation for Vibrational State Analysis Based on Quantum Monte Carlo method

    Ryota Nakayama, Osamu Fujioka, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    TSUBAME e-Science Journal   13   7 - 12   2015年

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    記述言語：英語  

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  • Theoretical prediction of the binding of a positron to a formaldehyde molecule using a first-principles calculation 査読

    Yurika Yamada, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    PHYSICAL REVIEW A   89 ( 6 )   062711 - (5pages)   2014年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevA.89.062711

    Web of Science

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  • Theoretical investigation of the binding of a positron to vibrational excited states of hydrogen cyanide molecule 査読

    Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D   68 ( 5 )   116 - (7pages)   2014年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1140/epjd/e2014-40799-9

    Web of Science

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  • Quantum Monte Carlo and high-level ab initio molecular orbital investigation of dissociation channels of the positronic alkali-metal hydrides, [XH;e(+)] (X = Li, Na, and K) 査読

    Yurika Yamada, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa, Mike D. Towler, Richard J. Needs

    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D   68 ( 3 )   63 - (6pages)   2014年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1140/epjd/e2014-40734-2

    Web of Science

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  • Erratum: Vibrational enhancement of positron affinities for nonpolar carbon dioxide and carbon disulfide molecules: Multi-component molecular orbital study for vibrational excited states (International Journal of Quantum Chemistry (2013) 113 (382-385) DOI: 10.1002/qua.24111) 査読

    Katsuhiko Koyanagi, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    International Journal of Quantum Chemistry   114 ( 3 )   237 - 238   2014年2月

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  • Quantum Chemical Investigation of the Doppler Broadening of Positron Annihilation Radiation Spectra in Polymers 査読

    Katsuhiko Koyanagi, Yukiumi Kita, Kiminori Sato, Yoshinori Kobayashi, Masanori Tachikawa

    CHINESE JOURNAL OF PHYSICS   51 ( 6 )   1205 - 1217   2013年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Web of Science

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  • Theoretical Study of the Substituent Effect on the Electronic Excited States of Chromophore in Cyan Fluorescent Proteins 査読

    Marina Takahashi, Jun Koseki, Yukiumi Kita, Yukio Kawashima, Masanori Tachikawa

    CHINESE JOURNAL OF PHYSICS   51 ( 6 )   1336 - 1350   2013年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Web of Science

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  • Binding of a positron to nucleic base molecules and their Pairs 査読

    Katsuhiko Koyanagi, Yukiumi Kita, Yasuteru Shigeta, Masanori Tachikawa

    ChemPhysChem   14 ( 15 )   3458 - 3462   2013年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/cphc.201300549

    Scopus

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  • Vibrational enhancement of positron affinities for nonpolar carbon dioxide and carbon disulfide molecules: Multi-component molecular orbital study for vibrational excited states 査読

    Katsuhiko Koyanagi, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY   113 ( 3 )   382 - 385   2013年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/qua.24111

    Web of Science

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  • Temperature dependence of self-assembled molecular capsules consisting of gear-shaped amphiphile molecules with molecular dynamics simulations 査読

    Jun Koseki, Yukiumi Kita, Shuichi Hiraoka, Umpei Nagashima, Masanori Tachikawa

    INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY   113 ( 4 )   397 - 400   2013年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/qua.24108

    Web of Science

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  • Gold-standard coupled-cluster study of the ground-state chromium dimer cation 査読

    Yurika Yamada, Kenta Hongo, Kazuhiro Egashira, Yukiumi Kita, Umpei Nagashima, Masanori Tachikawa

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   555   84 - 86   2013年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2012.11.017

    Web of Science

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  • Positron-attachment to nonpolar or small dipole CXY (X, Y = O, S, and Se) molecules: vibrational enhancement of positron affinities with configuration interaction level of multi-component molecular orbital approach 査読

    Katsuhiko Koyanagi, Yu Takeda, Takayuki Oyamada, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   15 ( 38 )   16208 - 16213   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c3cp52572d

    Web of Science

    PubMed

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  • Theoretical analysis of the geometrical isotope effect on the hydrogen bonds in photoactive yellow protein with multi-component density functional theory 査読

    Yukiumi Kita, Hironari Kamikubo, Mikio Kataoka, Masanori Tachikawa

    Chemical Physics   419   50 - 53   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier B.V.  

    DOI： 10.1016/j.chemphys.2012.11.022

    Scopus

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  • Systematic theoretical investigation of a positron binding to amino acid molecules using the ab initio multi-component molecular orbital approach 査読

    K. Koyanagi, Y. Kita, M. Tachikawa

    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D   66 ( 5 )   121 - (7pages)   2012年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1140/epjd/e2012-20638-y

    Web of Science

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  • Bound states of positron with simple carbonyl and aldehyde species with configuration interaction multi-component molecular orbital and local vibrational approaches 査読

    Masanori Tachikawa, Yukiumi Kita, Robert J. Buenker

    NEW JOURNAL OF PHYSICS   14   035004 - (10pages)   2012年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1088/1367-2630/14/3/035004

    Web of Science

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  • Quantum Monte Carlo Study of the Binding of a Positron to Polar Molecules 査読

    Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    ADVANCES IN QUANTUM MONTE CARLO   1094   157 - 173   2012年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    Web of Science

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  • Role of CH-pi interaction energy in self-assembled gear-shaped amphiphile molecules: correlated ab initio molecular orbital and density functional theory study 査読

    Jun Koseki, Yukiumi Kita, Shuichi Hiraoka, Umpei Nagashima, Masanori Tachikawa

    THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS   130 ( 4-6 )   1055 - 1059   2011年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/s00214-011-1053-2

    Web of Science

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  • Theoretical investigations of nuclear quantum effect on molecular magnetic properties based on multi-component density functional theory 査読

    Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    COMPUTATIONAL AND THEORETICAL CHEMISTRY   975 ( 1-3 )   9 - 12   2011年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.comptc.2011.03.009

    Web of Science

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  • Ab initio quantum Monte Carlo study of the binding of a positron to alkali-metal hydrides 査読

    Yukiumi Kita, Ryo Maezono, Masanori Tachikawa, Mike D. Towler, Richard J. Needs

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   135 ( 5 )   054108 - (5pages)   2011年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.3620151

    Web of Science

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  • Molecular Dynamics Simulation for Irreversibility of Green Fluorescent Protein before and after Photoactivation 査読

    Jun Koseki, Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    CHEMISTRY LETTERS   40 ( 5 )   476 - 477   2011年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1246/cl.2011.476

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  • Bound states of the positron with nitrile species with a configuration interaction multi-component molecular orbital approach 査読

    Masanori Tachikawa, Yukiumi Kita, Robert J. Buenker

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   13 ( 7 )   2701 - 2705   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c0cp01650k

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  • Theoretical study of the reversible photoconversion mechanism in Dronpa 査読

    Jun Koseki, Yukiumi Kita, Umpei Nagashima, Masanori Tachikawa

    PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL SCIENCE (ICCS)   4   251 - 260   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1016/j.procs.2011.04.027

    Web of Science

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  • A Variational Monte Carlo Study of Positronic Compounds Using Inhomogeneous Backflow Transformations 査読

    Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa, Neil D. Drummond, Richard J. Needs

    CHEMISTRY LETTERS   39 ( 11 )   1136 - 1137   2010年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1246/cl.2010.1136

    Web of Science

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  • First-principles calculation and transmission electron microscopy observation for hydrogen adsorption on carbon nanowalls 査読

    Y. Kita, S. Hayashi, I. Kinoshita, M. Tachibana, M. Tachikawa, K. Kobayashi, M. Tanimura

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   108 ( 1 )   2010年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.3446830

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  • Formation of Schiff-base for photoreaction mechanism of red shift of GFP spectra 査読

    J.Koseki, Y.Kita, M.Tachikawa

    Biophysical Chemistry   147 ( 3 )   140 - 145   2010年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bpc.2010.01.008

    PubMed

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  • 1P082 GFPスペクトルのレッドシフトに関する理論的研究(蛋白質-機能(反応機構,生物活性など),第48回日本生物物理学会年会)

    Koseki Jun, Kita Yukiumi, Tachikawa Masanori

    生物物理   50 ( 2 )   S33   2010年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI： 10.2142/biophys.50.S33_5

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  • Positron binding properties for F-(H2O)(n) and Cl-(H2O)(n) (n=0-3) clusters 査読

    Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   482 ( 4-6 )   201 - 206   2009年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2009.09.108

    Web of Science

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  • Nuclear quantum effects on molecular magnetic properties 査読

    Yukiumi Kita, Masanori Tachikawa

    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE-THEOCHEM   912 ( 1-3 )   2 - 4   2009年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.theochem.2009.01.035

    Web of Science

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  • Ab initio quantum Monte Carlo study of the positronic hydrogen cyanide molecule 査読

    Yukiumi Kita, Ryo Maezono, Masanori Tachikawa, Mike Towler, Richard J. Needs

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   131 ( 13 )   134310   2009年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.3239502

    Web of Science

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  • C60結晶中における分子配向遷移に関する理論的解析 査読

    北 幸海, 小関 準, 岡田 勇

    日本コンピュータ化学会誌   9 ( 1 )   55 - 60   2009年9月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2477/jccj.H2118M

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  • Nuclear Quantum Effect on Molecular Magnetic Properties for Low Barrier Hydrogen-bonded Systems Based on Multicomponent Density Functional Theory 査読

    Yukiumi Kita, Taro Udagawa, Masanori Tachikawa

    Chemistry Letters   38 ( 12 )   1156 - 1157   2009年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Chemical Society of Japan  

    We have theoretically analyzed the nuclear quantum effect on the nuclear magnetic shielding (σ) and molecular magnetic susceptibility (χ) of H<SUB>3</SUB>O<SUB>2</SUB><SUP>−</SUP> and N<SUB>2</SUB>H<SUB>7</SUB><SUP>+</SUP> systems with a new implementation combined with the multicomponent density functional theory and the gauge-including atomic orbital or continuous set of gauge transformation techniques. Our method easily reproduces the "deshielding" effect of σ on hydrogen atoms and clearly indicates the existence of the H/D isotope effect on χ in H<SUB>3</SUB>O<SUB>2</SUB><SUP>−</SUP> and N<SUB>2</SUB>H<SUB>7</SUB><SUP>+</SUP> systems.

    DOI： 10.1246/cl.2009.1156

    CiNii Books

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  • Study on the intermolecular interaction of C-60 and simulations on the orientational properties of C-60 in crystals 査読

    Yukiumi Kita, Kei Wako, Hiromitsu Goto, Takeshi Naito, Hidemi Kawai, Isamu Okada

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   125 ( 3 )   34506 - 34517   2006年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.2215601

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  • Multi-Component quantum Monte Carlo study on the positron-molecular compounds 査読

    Kita Yukiumi, Maezono Ryo, Tachikawa Masanori

    RECENT PROGRESS IN COMPUTATIONAL SCIENCES AND ENGINEERING, VOLS 7A AND 7B   7A-B   1498 - 1501   2006年

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  • Multi-component quantum Monte Carlo study on the positron-molecular compounds 査読

    Kita Yukiumi, Maezono Ryo, Tachikawa Masanori

    RECENT PROGRESS IN COMPUTATIONAL SCIENCES AND ENGINEERING, VOLS 7A AND 7B   7A-B   260 - +   2006年

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  • Ab initio calculations of intermolecular interaction potentials of fullerene-fragments systems 査読

    Y Kita, K Wako, Okada, I, M Tachikawa

    JOURNAL OF THEORETICAL & COMPUTATIONAL CHEMISTRY   4 ( 1 )   49 - 58   2005年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Web of Science

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書籍等出版物

  • Advances in Quantum Monte Carlo

    北 幸海, 立川 仁典（ 担当： 分担執筆 範囲: Chapter 4, pp 63–75 "The effect of molecular vibrations on the binding of a positron to polyatomic molecules"）

    American Chemical Society  2016年 

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  • American Chemical Society symposium series “Advances in Quantum Monte Carlo

    （ 担当： 分担執筆 範囲: Chapter 13 ""Quantum Monte Carlo study of the binding of a positron to polar molecules"）

    American Chemical Society  2012年 

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  • 巨大分子系の計算化学 -超大型計算機時代の理論化学の新展開

    北 幸海（ 担当： 分担執筆 範囲: 「この分野を発展させた革新論文」の一部）

    化学同人  2012年 

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MISC

  • 原子・分子の陽電子束縛機構と対消滅機構解明のための高精度第一原理計算 招待

    立川仁典, 北幸海, 小山田隆行

    陽電子科学   7 ( 7 )   41 - 51   2016年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：日本陽電子科学会  

    CiNii Books

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  • 光吸収分光によるクロム2量体正イオンの磁気特性の解明

    江頭和宏, 山田裕里佳, 北幸海, 立川仁典

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   70 ( 1 )   ROMBUNNO.22PBG-8 - 691   2015年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_691

    CiNii Books

    J-GLOBAL

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  • クロム2量体正イオンの磁気特性:光吸収による決定

    江頭和宏, 山田裕里佳, 北幸海, 立川仁典

    日本化学会講演予稿集   95th ( 2 )   491   2015年3月

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    記述言語：日本語  

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  • クロム2量体正イオンの光吸収スペクトル

    江頭和宏, 山田裕里佳, 北幸海, 立川仁典, 寺嵜亨

    日本化学会講演予稿集   94th ( 2 )   240   2014年3月

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    記述言語：日本語  

    J-GLOBAL

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  • 27aCH-4 多原子分子の振動励起状態への陽電子吸着に関する理論的解析(27aCH 原子分子(原子・分子一般),領域1(原子分子・量子エレクトロニクス・放射線))

    北 幸海, 立川 仁典

    日本物理学会講演概要集   69 ( 1 )   173 - 173   2014年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

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  • 陽電子化合物のab initio計算

    立川仁典, 北幸海

    J. Comput. Chem. Jpn.   13 ( 1 )   83-91 (J-STAGE) - 91   2014年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：Society of Computer Chemistry, Japan  

    我々は分子軌道法および量子モンテカルロ法といった<i>ab initio</i>手法を多成分系に理論拡張・実装した．それにより，陽電子化合物における陽電子親和力や対消滅率の精密計算を実現し，最新の実験結果と良い一致を見出すことに成功した．いくつかの中性分子への陽電子束縛状態を系統的に計算したところ，陽電子軌道は電子軌道よりも空間的に非局在化し，また陽電子親和力と双極子モーメントの間に強い相関がみられた．

    DOI： 10.2477/jccj.2013-0019

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  • クロム2量体正イオンの電子基底状態:対称性に基づいた考察

    江頭和宏, 山田裕里佳, 北幸海, 立川仁典, 寺嵜亨, 寺嵜亨

    分子科学討論会講演プログラム&amp;要旨(Web)   7th   ROMBUNNO.1P008 (WEB ONLY)   2013年

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    記述言語：日本語  

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  • 陽電子束縛化合物の第一原理計算

    立川仁典, 北幸海

    日本物理学会紙   67 ( 1 )   33 - 37   2012年

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    記述言語：日本語  

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  • 多成分系分子軌道法を用いたnaphthalocyanineの幾何学的同位体効果に関する理論的研究

    金子真人, 宇田川太郎, 北幸海, 立川仁典

    横浜市立大学論叢 自然科学系列   61 ( 1/3 )   111 - 119   2011年1月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：横浜市立大学学術研究会  

    DOI： 10.15015/00000338

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  • 新しい陽電子分子物理化学の確立 - ポジトロニクス（陽電子技術）に向けて

    立川仁典, 北幸海

    化学   66 ( 6 )   68 - 69   2011年

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  • C_<60>結晶中における分子配向遷移に関する理論的解析

    北 幸海, 小関 準, 岡田 勇

    Journal of computer chemistry, Japan   9 ( 1 )   "S - 52"-"S-53"   2010年12月

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    記述言語：日本語  

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  • 27pSL-6 多成分量子モンテカルロ法による陽電子ハロゲン化物の理論的解析(27pSL 原子分子,領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))

    竹田 知弘, 北 幸海, 前園 涼, 立川 仁典

    日本物理学会講演概要集   64 ( 1 )   146 - 146   2009年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 23pRF-6 多成分量子モンテカルロ法による多原子分子への陽電子吸着に関する理論的研究(原子・分子,領域1,原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理)

    北 幸海, 前園 涼, 立川 仁典

    日本物理学会講演概要集   62 ( 2 )   186 - 186   2007年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 19pWB-9 第一原理量子モンテカルロ法による多原子分子への陽電子吸着に関する理論的研究(電子系,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

    北 幸海, 前園 涼, 立川 仁典

    日本物理学会講演概要集   62 ( 1 )   268 - 268   2007年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 30pTH-9 多成分量子モンテカルロ法による陽電子化合物の理論的解析(30pTH 光応答・光散乱・分子構造,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    北 幸海, 前園 涼, 立川 仁典

    日本物理学会講演概要集   61 ( 1 )   394 - 394   2006年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 27aRC-6 細孔性金属錯体[Rh^<II>_2(O_2CPh)_4(pyz)]_nの構造の温度依存性についての計算(27aRC 分子性固体,領域7(分子性固体・有機導体))

    藤田 隆彦, 若生 啓, 北 幸海, 高見澤 聡, 立川 仁典, 岡田 勇

    日本物理学会講演概要集   61 ( 1 )   804 - 804   2006年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 19aXA-13 曲げ変形によるカーボンナノチューブの構造欠陥の生成の計算(ナノチューブ電子物性・構造,領域7(分子性固体・有機導体))

    若生 啓, 北 幸海, 小田 竜樹, 岡田 勇, 小島 謙一

    日本物理学会講演概要集   60 ( 2 )   675 - 675   2005年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 24aYN-11 Tight-binding分子動力学法を用いたカーボンナノチューブのStone-Wales defectの計算(ナノチューブ物性1(電子物性・構造他),領域7(分子性固体・有機導体))

    若生 啓, 北 幸海, 小田 竜樹, 岡田 勇, 小島 謙一

    日本物理学会講演概要集   60 ( 1 )   775 - 775   2005年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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  • 12aWH-10 C_<60> 分子の分子間相互作用の研究と構造相転移シミュレーション(フラーレン, 領域 7)

    北 幸海, 若生 啓, 岡田 勇

    日本物理学会講演概要集   59 ( 2 )   736 - 736   2004年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

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講演・口頭発表等

  • First principles study on the binding of a positron to vibrating molecules 招待 国際会議

    Yukiumi KITA

    The International Symposium on Pure & Applied Chemistry 2017  2017年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Development of Multi-Component Quantum Monte Carlo Method: Application to Positronic Compounds 招待

    Yukiumi KITA

    Asian International Symposium, The 91nd Annual Meeting of Chemical Society of Japan  2011年3月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • The effect of molecular vibrations on the binding of a positron to polyatomic molecules: theoretical study with multi-component molecular orbital and quantum Monte Carlo methods 招待 国際会議

    Vietnam Malaysia International Chemical Congress  2014年11月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Ab initio quantum Monte Carlo study of the binding of a positron to alkali-metal hydrides 招待 国際会議

    Yukiumi KITA

    14th Asian Chemical Congress  2011年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • First-principles study on the binding of a positron to polyatomic molecules 招待 国際会議

    Yukiumi KITA

    XIX International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics  2017年7月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 多原子分子への陽電子吸着に対するab initio計算 招待

    北 幸海

    化学反応経路探索のニューフロンティア2017  2017年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Theoretical investigation of the positron binding to molecules with quantum Monte Carlo method 招待

    Yukiumi KITA

    Asian International Symposium, The 92nd Annual Meeting of Chemical Society of Japan  2012年3月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Theoretical investigation of positron binding to polar molecules with quantum Monte Carlo method 招待 国際会議

    Yukiumi KITA

    Cambodian Malaysian Chemical Conference  2012年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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受賞

  • 吉田賞

    2010年5月   日本コンピューター化学会   C60結晶中における分子配向遷移に関する理論的解析

    北 幸海

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  • 優秀講演賞（学術）

    2010年4月   日本化学会第90春期年会   量子モンテカルロ法によるアルカリ金属水素化物への陽電子吸着に関する理論的研究

    北 幸海

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  • 日本化学会第87春期年会, 学生講演賞

    2007年3月   日本化学会第87春期年会   第一原理量子モンテカルロ法による多原子分子への陽電子吸着に関する理論的研究

    北 幸海

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 質量分析実験と量子化学計算の協働によるマススペクトルパターンの標準化法の確立

    研究課題/領域番号：24K01518  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    関本 奏子, 北 幸海

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    配分額：18460000円 （ 直接経費：14200000円 、 間接経費：4260000円 ）

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  • 量子モンテカルロ法の高度化による多原子分子に対する計算陽電子分光法の確立と展開

    研究課題/領域番号：21K04983  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    北 幸海

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

    申請者はこれまでに、陽電子吸着分子に対する世界最高精度の第一原理法と分光学的精度を有する振動状態理論を独自に開発し、十数年来の謎とされてきた無極性分子への陽電子吸着機構や、陽電子吸着に対するH/D同位体効果の発現機構の解明に成功してきた。本研究では、これらの理論手法をさらに発展・高度化させ、高精度理論計算に基づいた“計算”陽電子分光法を確立することで、これまで起源が不明だった多原子分子への陽電子吸着状態の発現機構を世界に先駆けて明らかにすることを目的に研究を行なっている。R3年度は申請時の研究計画に基づき、以下に記す研究項目(1A)および (1B)を実施した。
    (1A) 陽電子励起状態における陽電子吸着能の精密解析法の確立
    陽電子励起状態を含めた多原子分子への陽電子吸着機構を詳細に議論するためには、陽電子励起状態を実験分解能で解析可能な多成分系分子理論を確立することである。そこで本研究では、励起状態に対しても基底状態と同等の計算精度を実現できるReptation Monte Carlo法を用いることで、陽電子吸着能に対して実験分解能を達成し得る理論手法の開発・実装を行っている（R4年度も継続）。
    (1B) 多成分系多配置理論による量子モンテカルロ法の高度化
    陽電子励起状態を考慮して陽電子分光スペクトルを非経験的に解析するには、実験分解能の有する高精度第一原理法のみならず、様々な状態が干渉し合った準位の中から、陽電子の吸着描像を与える準位を効率よく特定可能な解析手法が必要である。そこで本研究では、申請者らが開発した陽電子吸着に対して世界最高精度を有する第一原理法を高度化することで、明確な吸着描像を持った陽電子励起状態を抽出可能な方法を開発している（R4年度も継続）。

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  • 量子モンテカルロ法の発展・深化による多原子分子への陽電子吸着機構の理論的解明

    2018年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費補助金 基盤研究(C) 

    北 幸海

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

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  • 量子モンテカルロ法の発展・深化による陽電子吸着分子に対する同位体効果の理論的解析

    2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費補助金 基盤研究(C) 

    北 幸海

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

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  • 水素結合型強誘電体における同位元素効果の分子論的起源

    研究課題/領域番号：26620013  2014年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    立川 仁典, 長嶋 雲兵, 宇田川 太郎, 志賀 基之, 北 幸海

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    これまで申請者は、水素原子核の量子揺らぎにも適用可能な量子多成分系分子理論を構築し、最近では世界最高精度の精密計算を実現することに成功した。そこで本研究課題では、量子多成分系分子理論を大規模系に拡張することにより、水素結合型強誘電体における同位元素効果の分子論的起源を解明する。具体的には、水素結合型強誘電体として四角酸を計算対象とした。本手法を駆使することにより、重水素置換に伴う、水素の量子揺らぎ、有効ポテンシャル変化、構造変化、電子状態変化、を定量的に解析し、分子論的起源の解明に挑戦した。

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  • 量子モンテカルロ法に基づく振動状態理論の開発と無極性分子への陽電子吸着機構の解明

    2012年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費補助金 若手研究(B) 

    北 幸海

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

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  • 量子多成分系分子理論システムの構築およびプロトニクス・ポジトロニクスへの展開

    研究課題/領域番号：23350010  2011年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    立川 仁典, 北 幸海, 志賀 基之, 長嶋 雲兵

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    配分額：20150000円 （ 直接経費：15500000円 、 間接経費：4650000円 ）

    これまで我々は、従来の第一原理計算だけでは取り扱えない未知の領域を研究対象とするために、様々な多成分系分子理論を展開してきた。本研究では、(1)量子多成分系分子理論システムを構築した。具体的には、①高精度・大規模系に適用できる手法を開発すると同時に、②効率的並列計算のためのシステムを実装した。それにより、(2)高精度・大規模計算を実現した。具体的には①水素・陽子が関わるプロトニクスや②陽電子が関わるポジトロニクスに対して基盤情報を与えた。

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  • 量子・熱ゆらぎを考慮した生体分子高次系クラスターの理論的解明

    研究課題/領域番号：22018024  2010年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    立川 仁典, 北 幸海, 志賀 基之, 高柳 敏幸

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    配分額：4000000円 （ 直接経費：4000000円 ）

    これまで我々は、温度効果だけでなく水素原子核の量子揺らぎを考慮した多成分系分子理論を開発し、常温においても核の量子効果が重要であることを見出し、低障壁水素結合系における特徴的なNMRスペクトルの存在を理論的に予測してきた。本年度は主に以下を実施した。
    (1)高次系への拡張:計算コストを抑えるために、マルチリゾリューション法に基づくポテンシャル曲面や、半経験的分子軌道法を適用した[1]。
    (2)イオン水和クラスターの計算:Ag+(H2O)n(n=1-4)およびCu+(H20)の構造と振動スペクトルをより精密に算出するために、ab initio分子動力学(MD)法、ab initio経路積分分子動力学(PIMD)法[2]、ab initioリングポリマー分子動力学(RPMD)法を応用した。MD法およびRPMD法により得られた振動スペクトルは非調和性を考慮することができる。そのため、特にRPMD法で得られた振動スペクトルは、スケール因子を用いることなく実験値とよい一致を示した。
    (3)生体小分子:ポルフィセンの二重プロトン移動機構の解析:photoactive yellow protein(PYP)の発光素(CRO)近傍における低障壁水素結合部位に、電子と原子核の量子性を考慮可能な多成分系密度汎関数理論を適用した。その結果、CROと隣接酸素原子間の距離が実験値とよい一致を示し、また重水素置換によって酸素原子間距離が伸張することを見出した。
    [1]S.Sugawara, T.Yoshikawa, T.Takayanagi, and M.Tachikawa, Chem. Phys. Lett., 501, 238-244(2011).
    [2]A.Koizumi, K.Suzuki, M.Shiga, and M.Tachikawa, J. Chem. Phys.(Communication), 134, 031101(3pages) (2011).

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  • 高精度多成分系分子理論の確立およびその応用

    研究課題/領域番号：20350013  2008年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    立川 仁典, 前園 涼, 北 幸海

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    配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）

    多成分系量子モンテカルロ法や第一原理経路積分分子動力学法といった、高精度な多成分系分子理論を開発した。その手法を応用することにより、陽電子化合物の精密計算を実施したところ、最高精度の変分エネルギーを計算するのに成功した。さらにアルカリ金属イオンの水酸化物イオンに及ぼす影響を計算したところ、アルカリ金属イオンの位置が水素結合水素と大きくカップルすることを見出した。

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担当経験のある科目（授業）

  • 基礎量子力学

    2021年 - 現在 機関名：横浜市立大学

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  • 微積分学（演習）

    機関名：横浜市立大学

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  • 微分方程式

    機関名：関東学院大学工学部

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  • 線形代数

    機関名：関東学院大学工学部

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  • ベクトル解析

    機関名：関東学院大学工学部

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  • 電磁気学（演習）

    機関名：横浜市立大学

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  • 量子力学（演習）

    機関名：横浜市立大学

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  • 線形代数（演習）

    機関名：横浜市立大学

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