分子晶體及范德華團簇紅外光譜的理論研究及集體振動模式的分析.pdf

1、量子化學(xué)第一性原理計算，尤其是密度泛函理論，隨著超級計算機等硬件的飛速發(fā)展以及數(shù)值方法的不斷改進，在材料科學(xué)和納米技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣闊的應(yīng)用。理論模擬為實驗科學(xué)提供了大量的補充、分析和機理的解釋。然而，分子間弱相互作用的理論模擬仍然是一個挑戰(zhàn)性課題。人們在近年來通過理論推導(dǎo)和實驗數(shù)據(jù)的結(jié)合發(fā)展了一系列精確模擬分子間相互作用力的新方法，使得我們可以開展相關(guān)體系的研究。本文基于密度泛函理論方法，模擬研究分子晶體、表面吸附、多聚體的結(jié)構(gòu)和紅外

2、光譜，并分析分子間相互作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響。全文由以下各章組成:
　　第一章簡要介紹了密度泛函理論和分子間作用力。密度泛函理論的介紹包括了理論的提出、模擬真實體系的交換相關(guān)能量泛函的發(fā)展、用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理論方法和分析物質(zhì)振動特征的密度泛函微擾理論。分子間作用力介紹了幾種相互作用及舉例，及其在分子晶體中的作用和影響。本章最后介紹了論文中使用的幾種計算軟件。
　　第二章進行了苯胺晶體集合振動模式的模擬和其紅外光譜的分析，從而對

3、分子間相互作用在分子晶體的影響展開研究。我們發(fā)現(xiàn)分子間作用力不僅使得某些紅外振動模式發(fā)生比較大的頻率位移和吸收峰強度的變化，而且還誘發(fā)了一些晶體內(nèi)長程離域的集體振動模式。
　　為了比較上述苯胺晶體的計算結(jié)果，我們在第三章模擬研究了苯胺多聚體范德華團簇和乙酰苯胺晶體。通過對它們紅外振動模式的分析和討論，我們發(fā)現(xiàn)了與苯胺晶體相似的比較大的頻率位移和吸收峰強度的變化，但沒有發(fā)現(xiàn)由分子間作用力引發(fā)的集體振動模式。從而揭示在分子間相互作用影