基于量子化学计算的谷氨酰胺太赫兹吸收谱模拟

摘要：

利用量子化学计算方法模拟物质的太赫兹吸收谱，可以为目标物质的太赫兹吸收特征匹配分子振动模式，对深刻理解谱的形成机理十分必要。模拟结果的可靠性，主要取决于目标物质初始构型的搭建和振动模式计算方法的选择。首先利用太赫兹时域光谱技术获取了谷氨酰胺固态样品的太赫兹吸收谱，为了在理论模拟过程中体现考虑分子间作用的程度，构建了三种常用于有机物太赫兹吸收谱模拟的谷氨酰胺初始构型，单分子、二聚体、晶胞。使用量子化学计算程序基于密度泛函理论对三种初始构型进行了结构优化和振动模式计算。将计算结果通过洛伦兹线型函数拟合为吸收谱与实验吸收谱进行对比发现，二聚体构型的模拟吸收谱从吸收峰个数上优于单分子构型，在此基础上，晶胞构型模拟结果从吸收峰峰位上又较二聚体构型有了明显的改进，随着初始构型考虑分子间作用的程度提高模拟结果逐步逼近实验吸收谱。在得到了可靠的理论模拟吸收谱的基础上，成功对谷氨酰胺固态样品在0.3～2.6 T Hz范围内的三个吸收峰匹配了晶胞内各分子的集体振动模式。研究表明，在固体样品的太赫兹吸收谱理论模拟中，在计算能力允许的情况下，应尽可能选择全面反映分子间作用力的晶胞构型作为计算的初始构型。

关键词：太赫兹吸收谱、谷氨酰胺、量子化学计算、单分子、二聚体、晶胞

分类号：O433.5+1(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目61302007;中央高校基本科研业务费专项资金项目FRF-SD-12-016A

在线出版日期：2015-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：2073-2077