摘要
太赫兹(THz)辐射是指频率位于微波和红外光之间的电磁辐射，属于远红外波段。近十几年来，超快激光技术的迅速发展，为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使THz辐射的产生和应用研究得到了蓬勃发展。太赫兹时域光谱技术作为一种崭新的THz探测技术，近年来在光谱和成像方面得到了广泛应用，在若干生物分子的研究中取得了很好的实验结果，但相应的光谱分析研究还不成熟，寻找合适的理论模拟软件和方法对于合理和完善的解释THz光谱的形成机制具有重要的意义。 本论文主要是采用理论模拟与实验相结合的方法，应用Gaussian03软件，选取密度泛函理论等不同的理论模型和基组对β-丙氨酸等四种氨基酸进行单分子模拟，同时尝试对丙氨酸和亮氨酸进行晶体计算，获得了它们在平衡几何构型下的分子结构参数和THz理论吸收光谱。对比理论与实验光谱，借助GaussView3.09软件的视频功能，对它们的远红外振动模式进行探讨，发现THz吸收峰主要是由分子内的集体振动模式造成的。 本论文的另一部分工作是选取三种芳香族氨基酸，利用密度泛函理论和从头算理论，分别采用不同的基组设置进行结构优化和频率计算，得到它们在平衡几何构型下的分子结构参数和频率计算值。结果表明在这两种理论下，弥散函数对键长和键角几乎没有影响，从头算理论下极化函数使键长变长，密度泛函理论下极化函数使键长变短。 本论文的研究结果有助于认识生物分子对THz波的响应机制，不仅为THz光谱理论计算基组的选择提供参考，而且为以后更宽有效光谱范围的实验研究提供依据。
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