化学反応過程表現機能を実装した古典分子動力学計算プログラムの開発と応用

摘要

古典分子動力学計算プログラムに、計算中に指定された確率に基づいて各原子の電荷や原子間ポテンシャルなどを自動的に変更する機能を実装し、化学反応過程を考慮した分子シミュレーションを実行できるようにした。 化学反応については表現したい反応機構ごとに専用のソースコードを記述して対応し、反応の確率は原子間距離に依存するようにした。 この結果、計算速度をほとhど低下させることなく、大規模系において反応過程を考慮した分子動力学計算が可能になった。 さらにこの機能を拡張し、水分子間をH{sup}+が移り変わるようなプロトン伝導計算機能を実装した。 この結果、実験結果とよく一致する伝導度を算出できるような、プロトン伝導過程の分子動力学計算が可能になった。