************第４７回尾張コンプレックスセミナー*************

題　目： 非断熱遷移過程の理解に向けた円錐交差曲面の探索

発 表 者：　森俊文

所　  属：  Stanford University

日　時：　４月４日（水）午後３時００分〜
Date　：　Wed. Apr. 4th, 3:00 pm (Almost one hour)

場　所：　情報科学研究科４階演習室
         （４Ｆエレベータを降りてすぐ右の部屋）
Place　：　Seminar Room (4F), 
            Graduate School of Information Science

概要：
光化学反応を理解するうえで、効率的に非断熱遷移が起こるポテンシャルエネル
ギー面の円錐交差は非常に重要な役割を果たす。近年の研究により、サブピコ秒
オーダーで起こる超高速光化学反応では円錐交差が重要であることが示され、また
様々な分子でその存在が明らかにされてきた。一方で、円錐交差は実際には多次元
面であるものの、実際に調べられているのはほとんどがその中の最小エネルギー点
であり、これがダイナミクスをどの程度表すのか、または非断熱遷移過程は円錐交
差空間のどこで起こっているのか、ということはあまり明らかになっていない。
本講演では、エチレンの光異性化反応を例に、非断熱遷移過程と円錐交差面の関連
について発表する。具体的には、まず我々が新たに開発した方法により最小エネル
ギー円錐交差点にとどまらない、より広い円錐交差空間がどのように広がっている
かを明らかにし、次に励起状態ダイナミクスのシミュレーションを行い非断熱遷移
過程を調べ、これが円錐交差空間上のどこで起こっているかの解析を行う。また、
ポテンシャルエネルギー面の違いがどう非断熱遷移過程に表れるかについての比較
も行う。また、時間があれば、これらの方法の、溶液内反応への展開についての展
望も述べる。

Abstract
Conical intersection (CI), a point where the potential energy surfaces 
of different electronic states intersect, is a key to the efficient 
nonadiabatic transitions in photochemistry. Recent studies have shown 
that it is actually involved in most ultrafast reactions, and moreover, 
CIs have been located in many molecules. While conical intersection is 
actually a multidimensional seam in phase space, most previous studies 
only focused on the minimum energy conical intersection point (MECI) of 
potential energy sufraces. On the other hand, it is not yet clear how 
well MECI represents the nonadiabatic transition, or in other words, 
where in the CI seam does the nonadiatic event is likely to occur in 
the dynamics context. In this talk, using the photoisomerization reaction 
of ethylene, I will show where in the CI seam does a nonadiabatic 
transition actually occur by combining a CI seam search and a dynamics 
simulation. In particular, first I will talk about a method recently 
developed to calculate a path in the CI seam efficiently, and will 
map out the low-lying seam paths in the CI seam. Next, I will show some 
results of the nonadiabatic dynamics simulation, and analyze the nonadiatic 
transition results using the seam paths. I will also discuss how 
differences in potential energy surfaces may alter the dynamics by 
comparing different electronic structure methods. Finally, I will address 
some perspectives on how the currently developed methods can be appied to 
the photochemical reactions in solution.


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