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실험의 흡수스펙트럼 재현을 위한 장거리 보정 밀도 범함수의 범위 분리 파라미터의 탐색법

Searching the Best Optimal Range Separation Parameter of a Long-Range Corrected Density Functional to Reproduce Experimental Absorption Spectrum?

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/438794
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한국화상학회지 (Journal of Korean Society for Imaging Science and Technology)
한국화상학회 (Korean Society for Imaging Science and Technology)
초록

본 연구에서는 전하 이동 특성을 가지는 분자[쿠마린(C)-DNP]의 흡수 스펙트럼을 정확하게 예측하기 위해 장거 리 보정 밀도 범함수 이론 (long-range corrected density functional theory, LC-DFT)인 LC-BLYP의 범위 분리 매개변수 (μ)를 여러 가지 피팅 방법을 이용하여 최적화하였다. 기체 상태의 Koopmans 이론을 기반으로 최적화된 μ값은 실험적 흡수 피크에 비해 청색 이동(blue-shift)되는 경향성을, 반대로 용매 환경에서 최적화된 μ값은 과도하게 적색 이동 (red-shift)이 되는 경향성을 보였다. 반면, 실험적 데이터에 맞춰 조정된 μ값은 흡수 스펙트럼의 피크 위치와 세기를 가 장 고정확도로 재현하였으며, 특히 C-DNP와 C-OH 분자에서 나타나는 최대 흡수 피크 에너지의 차이를 잘 예측하였 다. C-DNP의 HOMO와 LUMO 전자 분포는 모든 μ값에서 일정한 모양(shape)을 가지고 있었으며, HOMO에서 LUMO 의 전이는 C에서 DNP로의 분자 내 전하 이동(Intramolecular Charge Transfer, ICT)임을 보였다.

In this study, we optimized the range-separation parameter (μ) of LC-BLYP, a long-range corrected density functional theory (LC-DFT) method, using various fitting methods to accurately predict the absorption spectra of molecules with charge transfer (CT) characteristics. The μ value optimized in the gas-phase based on Koopmans' theorem exhibited a blue-shift compared to the experimental absorption peaks, whereas the μ value optimized in the solvent environment showed a significant red-shift. In contrast, the μ value adjusted to match the experimental data reproduced well the peak positions and intensities of the absorption spectra, and successfully predicted the energy differences of the maximum absorption peaks in C-DNP and C-OH. Furthermore, the HOMO and LUMO of C-DNP maintained a consistent shape for all μ values, and the electron transition from HOMO to LUMO clearly demonstrated intramolecular charge transfer (ICT) from the coumarin (C) moiety to the DNP group.

목차
요 약
Abstract
1. 서 론
2. 이 론
3. 계산방법
4. 결과 및 고찰
5. 결 론
Acknowledgement
References
저자
  • 안대환(대구대학교 화학교육과) | Dae-Hwan Ahn (Department of Chemistry Education Daegu University, Gyeongsan-si, Gyeongsangbuk-do, 38453, Korea)
  • 송종원(대구대학교 화학교육과) | Jong-Won Song (Department of Chemistry Education Daegu University, Gyeongsan-si, Gyeongsangbuk-do, 38453, Korea) Corresponding author