量子化学の密度汎関数法についての記事や動画、MateriApps(物質科学シミュレーションのポータルサイト)の紹介です。

先日、第68回物性若手夏の学校のテキストが公開されのを紹介しました。私のおすすめの記事の一つが次の記事です。

2次元と3次元をつなぐ 計算物質科学入門

小野 頌太
p. 1-24
発行日: 2024年
公開日: 2024/08/05
DOI https://doi.org/10.57393/natsugaku.2.0_1
です。

最初の部分で密度汎関数法(Density Functional Theory)の簡潔明解な解説があります。一部を以下に引用します。

1964 年と 1965 年に、ホーエンベルグ、コーン、シャムらによって量子系の基底状態を取り扱うための密度汎関数理論(Density Functional Thoery, DFT )が考案された [2, 3] 。量子力学の問題を、3N 個の変数を持つ波動関数 Ψ(r 1 , · · · , r N ) に関するシュレーディンガー方程式に帰着させるのではなく、3 個の変数を持つ電子密度 ρ(r) に関するコーン・シャム方程式に帰着させる理論である。現実物質に対して数値的にコーン・シャム方程式を解くための手法が研究され、原子・分子・結晶・薄膜・表面など様々な系の物性予測に適用さ
れ、現代のマテリアルデザイン研究における基礎を成している *1
今日では様々な特徴を持つ第一原理計算プログラムが開発されており、その多くが有償または無償で利用できる。例えば、物質科学シミュレーションのポータルサイト MateriApps を利用することで、興味ある物性を計算できるアプリを検索することができる( https://ma.issp.u-tokyo.ac.jp/ 。また DFT については、教科 [4, 5, 6, 7] などに詳細な説明がある。レビュー論文 [8, 9] は最近の応用展開を把握するのに役立つ。

この引用部分だけでも密度汎関数法についての概要がわかりますね。さらに後半で紹介されているMateriApps(物質科学シミュレーションのポータルサイト)はとてもよいサイトで、いろんなソフトウエアの情報満載ですので是非一度訪れてみてください。

裳華房から公開されている以下の動画も密度汎関数法について知るにはよさそうです。次の再生リストに
【量子化学】DFT (密度汎関数理論) の基礎① ② ③の動画へのリンクがあります。
https://youtube.com/playlist?list=PL8Lf1iTG2LKWYi1D7j6oLKF0Fkp0JZ8x8&si=xQHYk08AXVuSAABV
このブログでは、②の動画を埋め込んでおきます。