Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Tính toán phổ dao động của D-glucose bằng phương pháp DFT

Trên thế giới có nhiều nghiên cứu đã chứng tỏ rằng về việc sử dụng phần mềm DMol3 tính toán dựa trên lý thuyết DFT có độ chính xác cao trong việc nghiên cứu phổ dao động của các vật liệu. Vì vậy, chúng tôi đã sử dụng phương pháp DFT để tính toán phổ dao động của một số vật liệu nhằm giải thích các kết quả thực nghiệm đã thu được trước đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Tính toán phổ dao động của D-glucose bằng phương pháp DFT ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------------- NGUYỄN THỊ THỦYTÍNH TOÁN PHỔ DAO ĐỘNG CỦA D-GLUCOSE BẰNG PHƯƠNG PHÁP DFT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------------- NGUYỄN THỊ THỦYTÍNH TOÁN PHỔ DAO ĐỘNG CỦA D-GLUCOSE BẰNG PHƯƠNG PHÁP DFT Chuyên ngành : Quang học Mã số : 60440109 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HOÀNG CHÍ HIẾU Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới: Thầy giáo TS.Hoàng Chí Hiếu người đã trực tiếp chỉ bảo tận tình, giúp đỡem trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn này. Đồng thời, em rất cảm kích trước sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình củaTS.Nguyễn Tiến Cường và ThS.Nguyễn Văn Thành đã chỉ bảo cho em về một sốphần mềm và những vướng mắc trong quá trình làm việc. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới tất cả các Thầy Cô, Tập thểcán bộ Bộ môn Vật lý quang, cùng toàn thể người thân, gia đình và bạn bè đã giúpđỡ, động viên để em có thể hoàn thành luận văn này. Qua đây, em cũng chân thành gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô trong KhoaVật lý đã dạy bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình họctập và hoàn thành luận văn của em. Hà Nội, ngày 05 tháng 02 năm 2015 Học viên cao học Nguyễn Thị Thủy MỤC LỤCMỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP DFT ..................................... 31.1. Giới thiệu về lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) ......................................... 3 1.1.1. Bài toán của hệ nhiều hạt ......................................................................... 4 1.1.2. Ý tưởng ban đầu về DFT: Thomas-Fermi và các mô hình liên quan ....... 5 1.1.3. Các định lý Hohenberg-Kohn ................................................................. 10 1.1.4. Giới thiệu về orbital và hàm năng lượng Kohn-Sham ............................ 15 1.1.5. Phiếm hàm gần đúng mật độ địa phương (LDA – Local Density Approximation)................................................................................................... 17 1.1.6. Phương pháp gần đúng gradient suy rộng (GGA) ................................. 18 1.1.7. Mô hình lý thuyết phiếm hàm mật độ trong Dmol3. ............................... 18 1.2.2. Nguồn gốc và cấu trúc phổ Raman ......................................................... 23 1.2.3. Các nguyên tắc chọn lọc cho phổ Hồng ngoại và phổ Raman ............... 24 1.2.4. Sự dao động của phân tử 2 nguyên tử .................................................... 30 1.2.5. So sánh phổ Raman và phổ Hồng ngoại ................................................. 37 1.2.6. Ứng dụng của phương pháp phân tích phổ Raman................................ 39CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNHTÍNH TOÁN ........................................................................................................ 402.1. Tổng quan về Glucose................................................................................... 40 2.1.1. Các phân tử Sacchride ............................................................................ 40 2.1.2. Glucose .................................................................................................... 41 2.1.2.1. Định nghĩa ........................................................................................ 41 2.1.2.2. Trạng thái tự nhiên ........................................................................... 41 2.1.2.3. Tính chất Vật lý ................................................................................ 41 2.1.3. Công thức cấu tạo ................................................................................... 42 2.1.4. Tính chất hóa học ................................................................................... 44 2.1.5. Điều chế và ứng dụng ............................................................................. 48 2.1.5.1. Điều chế ............................................................................................ 48 2.1.5.2. Ứng dụng .......................................................................................... 49 2.1.6. Tầm quan trọng của Glucose trong đời sống .......................................... 49 2.1.7. Một số nghiên cứu quang phổ học dao động của Glucose ..................... 502.2. Phương pháp tính toán................................................................................. 552.3. Mô hình và các thông số tính toán ............................................................... 56 2.3.1 Cấu trúc phân tử của D-Glucose .............................................................. 56 2.3.2 Cấu trúc phân tử của H2O........................................................................ 59 2.3.3 Xây dựng mô hình D-Glucose có thêm phân tử H2O để nghiên cứu ảnh hưởng của H2O lên phổ Raman của D-Glucose. .............................................. 60CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 643.1 Đặc trưng phổ Raman của và D-Glucose............................................... 64 3.1.1 Vùng phổ từ 0 – ...