「計算結果と実験が合わない。」「どの計算レベルまで行うべきか判断に迷う。」「エネルギーバンドや電子状態のどこを見ればよいのか分からない。」など、第一原理計算の実務応用で課題や悩みを抱えている方におすすめです。
基礎理論から、分子系・固体系における計算の考え方、HOMO/LUMOやバンド構造などの電子状態の読み解き方、計算結果と実験結果・実物質との比較・解釈の考え方まで、研究開発や材料評価に活かすための知識や考え方を分かりやすく解説します。
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１．第一原理計算
1.1 第一原理計算とは？
1.1.1 何を計算するのか？
1.1.2 計算結果からどんなことが分かるのか？
1.2 密度汎関数理論（DFT）とは？
２．DFTで用いられる計算・近似
2.1 Kohn-Sham近似
2.2 交換・相関汎関数
2.3 SCF法
３．分子軌道
3.1 基底状態・励起状態
3.2 最高占有・最低非占有軌道（HOMO・LUMO）
3.3 反応性の予測
3.4 光励起、光反応
４．エネルギーバンド構造
4.1 バンド構造、価電子帯、伝導帯
4.2 有効質量、その他、関係ある物性値
５．イオン化ポテンシャル（IP）、電子親和力(EA)
5.1 IP・EAから分かる分子・固体の物性
5.2 IP・EAを正確に予測するためには
5.2.1 ΔSCF法（分子系）
5.2.2 HOMO・LUMOエネルギーやバンドエネルギーの意味
６．エネルギー微分、構造最適化、振動計算
6.1 これらの計算から分かること
6.2 分子系・固体系での例
７．応用例: 実験値・観測データとの比較
7.1 分子系
7.2 固体・結晶系
7.3 実験との比較が難しい場合、比較しても合わない場合の解釈・考え方
８．分子設計・材料設計に向けて
8.1 計算データをどのように生かすか？
8.2 機械学習、マテリアルズ・インフォマティクス
９．まとめ