Interpretation of temperature-dependent terahertz spectra by the first-principles calculations, and hydrogen-bonded networks

通过第一原理计算和氢键网络解释温度相关的太赫兹光谱

• 批准号: 22550003
• 负责人: TAKAHASHI Masae
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010-04-01 至 2013-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22550003/
• 关键词: 生物物理化学; テラヘルツ分光法; 第一原理計算; テラヘルツ分光; 水素結合; 分散力

This work aims at the systematic reveal of bonding/breaking in hydrogen-bonded networks those are detected in the temperature-dependent terahertz (THz) spectrum, and at the application of THz wave with their benefit. With large-scale and high-accurate calculations, we have analyzed the temperature-dependent THz spectra of the analogue of benzoic acid, salicylic acid and acetyl salicylic acid, those have different hydrogen-bonded networks and typical crystal structures each other. Especially, we performed the calculations with dispersion corrections those well describe the weak hydrogen bond, and succeeded in reproducing the experimental structures in the atomic coordinates and lattice parameters within the error of 1~2 % after the full geometry optimization. With the present study, it is indicated that the peak assignments are much improved with the dispersion-corrected first-principles calculations for complicated THz spectra of molecular crystals with weak interactions.

本文旨在系统地揭示温度相关太赫兹（THz）光谱中氢键网络的成键/断裂现象，以及THz波的应用。通过大规模高精度计算，分析了具有不同氢键网络和典型晶体结构的苯甲酸、水杨酸和乙酰水杨酸类似物的THz光谱随温度的变化。特别地，我们对弱氢键进行了色散修正，并在几何优化后，在原子坐标和晶格参数上成功地再现了实验结构，误差在1~ 2%之间。研究表明，色散校正的第一性原理计算方法可以有效地改善弱相互作用分子晶体THz光谱的峰位归属。

项目成果

巻頭言女性科学者のキャリアと母親業の二足のわらじ

前言：女科学家事业与母性的双重挑战

• 发表时间: 2011
• 期刊: We learn
• 作者: T. Matsunaga;T. Ohshima;H. Kawasaki;T. Kaneko;Y. Yagyu;Y. Suda;加藤 進 他;高橋まさえ
• 通讯作者: 高橋まさえ

二重芳香族性を有するケイ素六員環:D_<6h>環状アニオンSi_6^<2->

双芳香六元硅环：D_<6h>环状阴离子Si_6^<2->

• 发表时间: 2010
• 作者: M.Yamazaki;H.Satoh;N.Watanabe;D.B.Jones;M.Takahashi;高橋まさえ
• 通讯作者: 高橋まさえ

Construction of Building Blocks for Highly Functional π-Electron Silicon Nanomaterials by First-Principles Calculations

通过第一性原理计算构建高功能π电子硅纳米材料的构建模块

• DOI: 10.5939/sjws.10001
• 发表时间: 2010
• 期刊: Organometallics
• 影响因子: 2.8
• 作者: Masae Takahashi

The dispersion correction and weak-hydrogen-bond network in low-frequency vibration of solid-state salicylic acid

固态水杨酸低频振动的色散校正和弱氢键网络

• DOI: 10.1016/j.cplett.2012.02.034
• 发表时间: 2012
• 期刊: Chem. Phys. Lett.
• 作者: Masae Takahashi;Yoishi Ishikawa;Hiromasa Ito
• 通讯作者: Hiromasa Ito

第一原理計算による材料設計と物性探索

使用第一性原理计算进行材料设计和物理性能探索

• 发表时间: 2011
• 期刊: 化学経済
• 作者: H.Kawasaki;T.Kanazawa;S.Aoqui;T.Ohshima;Y.Yagyu;Y.Suda;高橋まさえ
• 通讯作者: 高橋まさえ