Shinji Kawasaki's Lab.

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最近の研究から

ガウシアン(Gaussian 03)でナノチューブの計算をする

最近の研究から vol.6
ガウシアンは分子（あるいはクラスター）の計算を行うもの、と勝手に認識していました。ところが、（Gaussian03からだと思いますが）周期境界条件(Periodic Boundary Conditions, Gaussian03でのキーワードはPBC)が入った計算ができるようになっていることを教わりました。
例えば、

%chk=graphite2.chk
# opt lsda/3-21g

Title Card Required

0 1
 C                  0.00000000    0.00000000    0.00000000
 C                  0.00000000    1.42911800    0.00000000
 Tv                 2.47531500    0.00000000    0.00000000
 Tv                -1.21995200    2.13344700    0.00000000

というような入力ファイルを用意すると、グラファイトの１層（グラフェンシート）の計算が可能です。実は、PBCの適応例としてGaussian.comのWEBに載っています。最初の６行の説明は飛ばして、7, 8行目は単位格子中の原子位置で次の2行が周期境界条件を与えます。この場合、単位格子のa, b 軸に相当します。
これができるということはナノチューブについても単位格子を指定して、チューブ軸方向の周期境界条件を与えればよいので、例えば、

%chk=nt6-6.chk
%mem=16000000
# opt lsda/3-21g

Title Card Required

0 1
 C                  0.00000000    0.00000000   -4.06800000
 C                  0.00000000    1.39133800   -3.82267000
 C                  1.22975600    2.03400000   -3.52299200
 C                  1.22975600    3.11626900   -2.61486000
 C                  0.00000000    3.52299200   -2.03400000
 C                  0.00000000    4.00619800   -0.70640100
 C                  1.22975600    4.06800000    0.00000000
 C                  1.22975600    3.82267000    1.39133800
 C                  0.00000000    3.52299200    2.03400000
 C                  0.00000000    2.61486000    3.11626900
 C                  1.22975600    2.03400000    3.52299200
 C                  1.22975600    0.70640100    4.00619800
 C                  0.00000000    0.00000000    4.06800000
 C                  0.00000000   -1.39133800    3.82267000
 C                  1.22975600   -2.03400000    3.52299200
 C                  1.22975600   -3.11626900    2.61486000
 C                  0.00000000   -3.52299200    2.03400000
 C                  0.00000000   -4.00619800    0.70640100
 C                  1.22975600   -4.06800000    0.00000000
 C                  1.22975600   -3.82267000   -1.39133800
 C                  0.00000000   -3.52299200   -2.03400000
 C                  0.00000000   -2.61486000   -3.11626900
 C                  1.22975600   -2.03400000   -3.52299200
 C                  1.22975600   -0.70640100   -4.00619800
 Tv                 2.45951200    0.00000000    0.00000000

で一応計算はできます。しかしながら、これではチューブ軸方向の長さの最適化ができない。どうすればいいのでしょうか。

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