Modelling of vibration spectra of non-crystalline solids by molecular simulations
Project goals
Infrared and Raman spectroscopies are counted among the most wide-spread and cheapest experimental methods of investigation of the molecular structure of materials. Sample preparation for spectral measurements and the measurements alone does not introduce in most cases any significant problems. More frequently, the problem lies in subsequent interpretation of measured spectra, because various approaches often lead to fully contradictory conclusions. One of the traditional ways of interpretation of experimental vibration spectra is modelling with help of molecular simulations. In recent years, we have been witnessing of remarkable increase of precision of their results simultaneously with growing size of the studied systems. This grant project aims to expand advanced simulations even to the field of non-crystalline materials. Cluster and bulk models of non-crystalline structures will be prepared by means of the quantum mechanical method of DFT (more specifically, silicate, aluminate, and telluric glasses); calculations of vibration spectra from the matrix of force constants and by the Fourier transform of velocity autocorrelation function; calculated infrared and Raman intensities; and prepared a program for vibration spectra analysis which uses projections of vibration modes onto symmetrized modes of particular structure units.
Keywords
vibrationspetrumnon-crystallinesolidsglasssimulationsmoleculardynamics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 13 (SGA02010GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P108-10-1631
Alternative language
Project name in Czech
Modelování vibračních spekter nekrystalických materiálů pomocí molekulových simulací
Annotation in Czech
Infračervená a Ramanova spektroskopie patří mezi nejrozšířenější a zároveň nejlevnější experimentální metody zkoumání molekulární struktury materiálů. Příprava vzorků pro měření, ani měření samo, nepředstavuje ve většině případů významnější problém. Problémem bývá až následná interpretace naměřených spekter, při které různé postupy vedou často i ke zcela protichůdným závěrům. Jedním z tradičních způsobů interpretace experimentálních vibračních spekter je jejich modelování pomocí molekulových simulací. Zde jsme byli v poslední době svědky znatelného zpřesnění výsledků při současném zvětšení velikosti studovaných systémů. Tento grantový projekt si klade za cíl rozšířit pokročilé simulace i do oblasti nekrystalických materiálů. Budou připraveny klastrovéa objemové modely nekrystalických struktur pomocí kvantové metody DFT (konkrétně půjde o křemičitá, hlinitá a telluričitá skla), provedeny výpočty vibračních spekter z matice silových konstant a Fourierovou transformací rychlostní autokorelační funkce, vypočteny infračervené a Ramanovy intenzity a vytvořen program na analýzu vibračních spekter využívající projekce vibračních módů na symetrizované módy jednotlivých strukturních jednotek.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Project deals with advanced numerical experiments allowing to interpret (via developed software) measured vibration spectra of broad classes of the complex glasses. Publication activity seems to be rather weak, but, on the other hand, several publications are already submitted to journals. Structurally, the Final Report carries relevant information and corresponds to original propositions.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2010
Realization period - end
Dec 31, 2012
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2012
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP13-GA0-GA-U/02:3
Data delivery date
May 17, 2016
Finance
Total approved costs
900 thou. CZK
Public financial support
900 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
900 CZK thou.
Public support
900 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JH - Ceramics, fire-proof materials and glass
Solution period
01. 01. 2010 - 31. 12. 2012