量子化学計算から分かること(B0257)

量子化学計算

MST技術資料No.B0257
掲載日2020/06/25
測定法・加工法計算科学・データ解析
製品分野照明
ディスプレイ
医薬品
化粧品
日用品
食品
環境
分析目的化学結合状態評価
構造評価
劣化調査・信頼性評価

概要

量子化学計算は材料の開発・設計の指針となる分子論的な知見(分子構造、電荷分布や分子軌道、化学反応のメカニズムなど)を得ることやUV-Visや蛍光などの各種応答スペクトルを高い精度でシミュレートすることが可能です。得られた結果は機能性材料・創薬分野などの研究開発において直面する様々な課題に対する解決策に繋がります。本資料では量子化学計算から分かることとして、解析対象、得られる物性情報及び解析事例を紹介します。

量子化学計算を用いた解析

解析対象 (計算の実施にあたっては、組成・分子構造などの情報が必要となります)

  • 主な解析対象は、真空中の孤立分子(単分子や、C60などのクラスター系など)
  • 溶媒の効果を取り入れた計算も可能
  • 固体表面や結晶など、周期性を持つ分子系の取り扱いは困難 ※第一原理計算が適しています

得られる物性情報

  • 分子の安定構造(平衡状態)及びエネルギー
  • 遷移状態の構造とエネルギー
  • 平衡状態と遷移状態をつなぐ反応経路(固有反応座標)
  • 赤外吸収、ラマン散乱による分子振動の解析
  • UV-Visスペクトルや蛍光スペクトルなど各種応答スペクトル
  • 分子軌道のエネルギーや、HOMO-LUMOギャップの大きさ、軌道の形状(分布)
  • 各原子の電荷、分子の双極子モーメント、分極率

量子化学計算の解析事例

  • インディゴなど染料分子のUV-Visスペクトル計算
  • ラマンスペクトル計算によるコカインの識別
  • Diels-Alder反応の位置選択性の考察
量子化学計算から分かること

Diels-Alder反応前の分子の静電ポテンシャルマップ(左)及び反応生成物(右)
  静電ポテンシャルマップは、反応時の分子の向きや反応サイトの予測に用いられます

関連する分析事例

イメージ 掲載日 タイトル 測定法・加工法 製品分野 分析目的
量子化学計算から分かること 2020/06/25 量子化学計算から分かること(B0257) 計算科学・データ解析
照明
ディスプレイ
医薬品
化粧品
日用品
食品
環境
化学結合状態評価
構造評価
劣化調査・信頼性評価
第一原理計算から分かること 2020/06/25 第一原理計算から分かること(B0256) 計算科学・データ解析
LSI・メモリ
パワーデバイス
組成評価・同定
化学結合状態評価
構造評価
液晶ディスプレイの劣化分析 2020/06/25 液晶ディスプレイの劣化分析(C0601) [TOF-SIMS]飛行時間型二次イオン質量分析法
[IC]イオンクロマトグラフ法
[GC/MS]ガスクロマトグラフィー質量分析法
[LC/MS]液体クロマトグラフィー質量分析法
[XPS]X線光電子分光法
[SEM]走査電子顕微鏡法
[(S)TEM](走査)透過電子顕微鏡法
[AFM]原子間力顕微鏡法
[SMM]走査型マイクロ波顕微鏡法
計算科学・データ解析
ディスプレイ
微量濃度評価
化学結合状態評価
形状評価
構造評価
劣化調査・信頼性評価
二次電池正極材料のリートベルト解析 2020/05/21 二次電池正極材料のリートベルト解析(C0589) [ICP-MS]誘導結合プラズマ質量分析法
[XRD]X線回折法
計算科学・データ解析
二次電池
組成評価・同定
構造評価
製品調査
STEM・EDXデータと像シミュレーションの組み合わせによる結晶構造評価 2020/05/06 STEM・EDXデータと像シミュレーションの組み合わせによる結晶構造評価(C0558) [(S)TEM](走査)透過電子顕微鏡法
[TEM-EDX]エネルギー分散型X線分光法(TEM)
計算科学・データ解析
LSI・メモリ
パワーデバイス
光デバイス
太陽電池
二次電池
酸化物半導体
構造評価
分子動力学シミュレーションによるLIB(リチウムイオン)電解液の解析 2020/04/30 分子動力学シミュレーションによるLIB(リチウムイオン)電解液の解析(C0584) 計算科学・データ解析
二次電池
構造評価
MRAMのトンネル磁気抵抗効果を示すFe/MgO/Fe接合系の理論計算 2020/04/30 MRAMのトンネル磁気抵抗効果を示すFe/MgO/Fe接合系の理論計算(C0583) 計算科学・データ解析
LSI・メモリ
構造評価
その他
リートベルト解析法による粉末結晶材料の構造精密化 2020/04/30 リートベルト解析法による粉末結晶材料の構造精密化(C0577) [XRD]X線回折法
計算科学・データ解析
二次電池
ディスプレイ
バイオテクノロジ
医薬品
化粧品
構造評価
分子動力学シミュレーションによるアモルファスSiNx膜の構造解析 2020/04/30 分子動力学シミュレーションによるアモルファスSiNx膜の構造解析(C0559) 計算科学・データ解析
LSI・メモリ
構造評価
シリコン結晶中の不純物拡散シミュレーション 2020/01/23 シリコン結晶中の不純物拡散シミュレーション(C0581) 計算科学・データ解析
LSI・メモリ
構造評価

分析のご相談・お申し込み

知識豊富な営業担当が、最適な分析プランをご提案。
分析費用のお見積りもお気軽にお問い合わせください。
相談・お申し込みは、専用のフォームかお電話でどうぞ。

webからのお問い合わせはこちら

分析お問い合わせフォーム

お電話からのお問い合わせはこちら

ページトップへ

てむぞう&ますみん

てむぞう&ますみん