第一原理計算

first principle calculation

[目次：画像処理(画像処理／波形処理)]

量子力学の原理に基づいて電子の質量、電荷やクーロン力など基本物理量から物性量を直接に導く計算のこと。言いかえると、実験値に合わせるためのパラメータの導入や安易なモデル化などをせず、基本原理から直接物性量を導き出す計算。電子間，原子核間，および電子-原子核間のクーロン相互作用から出発し，物質の性質（主として電子状態）を非経験的に計算する。計算機の性能の向上と低価格化に伴って、より多くの原子を含む系についての計算が安価にかつ迅速に行うことができるようになり、急速に普及しつつある。新物質の物性の予測または既存物質の物性の理解や予測する手段として欠くことのできない研究手法となっている。TEMの分野では物質の状態密度を反映するEELSスペクトルの微細構造の理解に用いられている。

"First principle calculation" is a method to calculate physical properties directly from basic physical quantities such as the mass and charge, Coulomb force of an electron, etc. based on the principle of quantum mechanics. In other words, the calculation derives physical properties directly from the basic principle without introducing adjusting parameters or modeling which are used to find agreement between theoretical calculations and experimental results. Starting from the Coulomb interaction between electrons, atomic nuclei and electron-atomic nucleus, the properties of materials (mainly electronic properties) are non-empirically calculated. Along with the great improvement of the computer performance, the calculations for systems containing many atoms have become possible with lower cost and high speed, thus the method is increasingly prevailing. The method is indispensable for predicting properties of new materials and of understanding properties of existing materials. In the TEM field, the method is used for the study of fine structures of EELS spectra that reflect the density of states of materials.

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