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adf:raman [2017/03/05 18:03] – liu.jun | adf:raman [2020/11/23 15:45] (当前版本) – 移除 liu.jun | ||
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- | ======如何计算拉曼光谱====== | ||
- | 我们用一个非常简单的例子来说明。《光谱学与光谱分析》第27卷,第10期,2007年10月,“饮用水激光拉曼光谱的比较与分析”。 | ||
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- | 在这篇文章中,作者检测了5种水的拉曼光谱: | ||
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- | 虽然5种水,吸收强度、峰的位置有差别,不过大趋势差不多。也就是有3个峰,对应着三种振动: | ||
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- | 我们就以水为例进行计算。水中存在氢键,使得水分子的形态与孤立的气态水分子略有差异。不过我们近似的以气态水分子来计算。 | ||
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- | 参数的设置与红外频率计算非常类似,可以参考费米维基:[[adf: | ||
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- | 本例中计算如下: | ||
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- | **第一步:**几何结构优化,参考费米维基:[[adf: | ||
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- | **第二步:**结构优化完成之后,ADFinput提示是否将结构更新为优化之后的结构,选择yes,结构即替换成优化之后的结构。然后设置参数如下: | ||
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- | 其中: | ||
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- | * XC Functional,一般如果不是配合物的话,就选中GGA中BP、PBE、BLYP都可以,差别很小 | ||
- | * basis set的选择,参考费米维基:[[adf: | ||
- | * 数值精度(Numerical Quality)选择normal即可,因为计算频率对精度的要求很低 | ||
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- | 另外设置: | ||
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- | 上面的设置,是通过数值拟合的方法计算能量的梯度。这种方法比解析的方法计算梯度更精确,但计算量较大,因为需要对分子做非常多次的微弱形变,并计算能量,从而拟合出能量的梯度。因此计算拉曼光谱,只对小分子适合。大分子很难进行计算。 | ||
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- | 上图中的几个选项: | ||
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- | * None,表示不计算拉曼,只计算红外振动 | ||
- | * Raman Range,需要用户指定关心哪个波段的的Raman光谱,如果选择该项,则需要在Lower limit和upper limit中输入波段的起、止波数 | ||
- | * Raman Full,表示所有可能的振动都计算出来 | ||
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- | 这样就可以提交任务了。提交任务的方式,参考费米维基:[[adf: | ||
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- | 第三步,查看结果。在ADFinput点击SCM LOGO > Spectra,或者在ADFjobs选中该任务之后,点击SCM LOGO > Spectra,就弹出拉曼光谱了: | ||
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- | 上图的上半部分,是不同频率下的振幅,下半部分是这些峰的精确位置。 | ||
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- | 从下半部分可以看到,三个峰的位置分别为:1601 1/cm、3625 1/ | ||
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- | 和文献中的对照: | ||
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- | 文献中三个峰的位置分别约为1650 | ||
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- | 看起来相差几百到几十波数都有,似乎误差很大。实际上波数这个单位不是一个很好的单位,换算成能量,比如eV,实际上只相差0.04eV左右甚至更小。这实际上是一个很好的精度了。 | ||
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- | 在ADFSpectra窗口,点击Spectra > Vibration可以看到红外振动谱: | ||
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- | 对比红外和拉曼,可以看到峰的位置是一样的,只是强度不同、或相反。 | ||
- | * 1600附近的峰,红外很强而拉曼很弱 | ||
- | * 3625附近的峰拉曼很强,而红外很弱 | ||
- | * 3725的峰,拉曼较弱、红外很强 |