先端化学・材料技術部会　コンピュータケミストリ分科会講演会の詳細

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イベント名 先端化学・材料技術部会　コンピュータケミストリ分科会講演会
日時 2017-06-16 14時00分～18時00分
場所 当協会会議室
概要 ＊受付は１３：３０～です＊

講演２題　　※使用言語は両講演とも英語
　　量子化学計算の結果を基に作成したパラメータを用いることで精度を保ちつつ計算の
　　簡略化を図るReaxFFとDFTBという２つの計算手法について紹介します。
　　ReaxFFは、結合の生成と開裂が記述できるように考案された分子力場で、燃焼や触媒
　　での反応や電池の電極表面での反応など、反応を伴う大規模系の分子動力学シミュレ
　　ーションを可能とします。一方、DFTBは、密度汎関数法にタイトバインディング近似
　　を適用することで、格子欠陥による電子状態の変化など、スーパーセルでの取り扱い
　　が必要となる大きな系の電子状態計算を低コストで実現します。
　　本講演では、ReaxFFとDFTBを用いて最先端の研究をされているお二方を招聘し、それ
　　ぞれの手法の基本的な概念から最新の応用事例までを紹介します。

　　講演（１）　１４：００～１５：１５　　〇
　　講師：Dr. Adri C.T. van Duin
　　　　　Professor of Mechanical and Nuclear Engineering
　　　　　Pennsylvania State University
　　演題：Applications of the ReaxFF force field for identifying reactive properties
　　　　　for complex materials and interfaces
　　要旨：The ReaxFF method provides a highly transferable simulation method for
　　　　　atomistic scale simulations on chemical reactions at the nanosecond
　　　　　and nanometer scale. It combines concepts of bond-order based potentials
　　　　　with a polarizable charge distribution. Since its initial development
　　　　　for hydrocarbons in 2001 , we have found that this concept is transferable
　　　　　to applications to elements all across the periodic table, including all
　　　　　first-row lements, metals, ceramics and ionic materials. For all these
　　　　　elements and associated materials we have demonstrated that ReaxFF can
　　　　　accurately reproduce quantum mechanics-based structures, reaction energies
　　　　　and reaction barriers, enabling the method to predict reaction kinetics
　　　　　in complicated, multi-material environments at a relatively modest
　　　　　computational expense. This presentation will describe the current concepts
　　　　　of the ReaxFF method, the current status of the various ReaxFF codes,
　　　　　including parallel implementations, with a particular focus on the
　　　　　capability of ReaxFF withing the ADF-framework and recent extensions of
　　　　　ReaxFF to include an explicit-electron concept (e-ReaxFF) with particular
　　　　　relevance to battery interfaces. Also, we will present and overview of
　　　　　recent applications to a range of materials of increasing complexity,
　　　　　with applications to combustion, batteries, catalysis, aqueous phase
　　　　　chemistry, CVD-growth of 2D-materials and material failure.

　　講演（２）　１５：３０～１６：４５　　〇
　　講師：Dr. Thomas Heine
　　　　　Professor of Theoretical Chemistry (Chair)
　　　　　Leipzig University,
　　　　　Wilhelm-Ostwald-Institute of Physical and Theoretical Chemistry
　　演題：Materials Science with the density-functional based tight-binding approach:
　　　　　two-dimensional crystals and molecular framework compounds
　　要旨：The density-functional based tight-binding (DFTB) approach offers atomistic
　　　　　quantum-mechanical simulations for very large systems. Its application,
　　　　　however, is still strongly governed by the availability of suitable parameters.
　　　　　In this talk, I will review DFTB with special emphasis on approximations and
　　　　　parameterization. I will then present our strategy to offer a balanced
　　　　　parameterisation of the method for all elements of the periodic table.
　　　　　A particular strength of DFTB is its close relation to DFT. All quantities
　　　　　that can be calculated with DFT, i.e. those that relate to an expectation
　　　　　value of the Kohn-Sham orbitals, are - in principle - also available in DFTB.
　　　　　I will illustrate this for two examples, namely time-dependent DFTB and
　　　　　non-equilibrium transport calculations using the Green’s function approach.
　　　　　In the second part, I will review some of our recent research work where DFTB
　　　　　was an essential method for achieving the results. Those are from the field
　　　　　of two-dimensional crystals, where we have calculated the electronic properties
　　　　　of defected MoS2 monolayers, and simulated a transistor based on noble metal
　　　　　dichalcogenides. At the end, I will show some DFTB work on the prediction of
　　　　　structure and electronic structure of molecular framework compounds.
　　　　　For example, we studied the structure of surface-mounted metal-organic
　　　　　frameworks (MOFs // SURMOFs) with linkers of different size and showed that
　　　　　MOF layers with strong lattice mismatch at a clean interface can be grown.
　　　　　Finally, I will show some recent work on screening multi-component covalent
　　　　　organic frameworks (MC-COFs), that is COFs with up to three different linkers
　　　　　in a honeycomb or two in a rectangular lattice.

　　懇親会　１６：４５～１８：００

　　申込締切り：2017年６月１４日(水)
参加費・懇親会費について 参加費：　会員：無料（会員リスト：http://www.jaci.or.jp/about/page_06.html）
　　　　　　非会員：10,000円　（当日受付でお支払いください。）
懇親会費：無料
募集人数 100 人