Operator expansion: definition and molecular integral applications

Es defineix l'expansió general d'operadors com una combinació lineal de projectors i s'exposa la seva aplicació generalitzada al càlcul d'integrals moleculars. Com a exemple numèric, es fa l'aplicació al càlcul d'integrals de repulsió electrònica entre quatre funcions de tipus s centrades en punts diferents, i es mostren tant resultats del càlcul com la definició d'escalat respecte a un valor de referència, que facilitarà el procés d'optimització de l'expansió per uns paràmetres arbitraris. Es donen resultats ajustats al valor exacte

Quantum similarity topological indices definition, analysis and comparison with classical molecular topological indices

Es mostra que, gracies a una extensió en la definició dels Índexs Moleculars Topològics, s'arriba a la formulació d'índexs relacionats amb la teoria de la Semblança Molecular Quàntica. Es posa de manifest la connexió entre les dues metodologies: es revela que un marc de treball teòric sòlidament fonamentat sobre la teoria de la Mecànica Quàntica es pot connectar amb una de les tècniques més antigues relacionades amb els estudis de QSPR. Es mostren els resultats per a dos casos d'exemple d'aplicació d'ambdues metodologies

Formulació matricial de la teoria de pertorbacions de Rayleigh-Schrödringer: monodimensional

Es repassa la formulació de la Teoria de Pertorbacions en notació matricial i s'exposa una aplicació senzilla com és la solució del problema de la partícula sotmesa a un potencial d'atracció dins la caixa quàntica monodimensional

El mètode APT (Auto Adjusting Perturbation Theory) de diagonalització de matrius

Es presenta un nou algorisme per a la diagonalització de matrius amb diagonal dominant. Es mostra la seva eficàcia en el tractament de matrius no simètriques, amb elements definits sobre el cos complex i, fins i tot, de grans dimensions. Es posa de manifest la senzillesa del mètode així com la facilitat d'implementació en forma de codi de programació. Es comentenels seus avantatges i característiques limitants, així com algunes de les millores que es poden implementar. Finalment, es mostren alguns exemples numèrics

Semblança molecular: representació n-dimensional d'un conjunt de molècules

Es presenta una sèrie de conceptes de semblança molecular quàtica i uns procediments associats de càlcul i representació gràfica dels resultats. Donada una sèrie de molècules es poden obtenir diversos tipus de gràfics que mostren les relacions entre elles. Com a exemple d'aplicació d'aquest procés s'estudia una família de drogues antitumorals

Estudi Qsar d'una família de Quinolones utilitzant índex de semblança i índex topològics de semblança i índexs topològics de semblanç

En aquest treball es presenta un exemple d'aplicació de la semblança molecular quàntica en l'àmbit de la determinació de relacions entre l'estructura i les propietats o activitats biològiques de molècules. La família estudiada està formada per un conjunt de divuit quinolones de les quals es coneixen dues propietats relacionades amb l'activitat biològica: la concentració mínima inhibitòria de la reproducció en E. Coli i I'escissió de l'ADN per la girasa, també en E. Coli. L'estudi s'ha realitzat emprant dues metodologies diferents, fonamentades ambdues en el desenvolupament de la semblança molecular quàntica. Aquestes dues metodologies es basen, respectivament, en el càlcul i l'aplicació dels índexs de semblança i dels índexs topològics de semblança

Practical applications of quantum molecular similarity measures (QMSM): programs and examples

Es descriu l'aproximació de Capes Atòmiques dins de la teoria de la Semblança Molecular Quàntica. Partint només de dades teòriques, s'ha trobat una relació entre estructura molecular i activitat biològica per a diversos conjunts de molècules. Es descriuen els aspectes teòrics de la Semblança Molecular Quàntica i alguns exemples d'aplicació

Descripció de propietats moleculars i activitats biològiques emprant l'energia de repulsió electró-electró

En aquest treball es descriu l'ús de les mesures de semblança molecular quàntica (MSMQ) per a caracteritzar propietats i activitats biològiques moleculars, i definir descriptors emprables per a construir models QSAR i QSPR. L'estudi que es presenta consisteix en la continuació d'un treball recent, on es descrivien relacions entre el paràmetre log P i MSMQ, donant així una alternativa a aquest parimetre hidrofòbic empíric. L'actual contribució presenta una nova mesura, capaç d'estendre l'ús de les MSMQ, que consisteix en l'energia de repulsió electró-electró (Vee). Aquest valor, disponible normalment a partir de programari de química quàntica, considera la molècula com una sola entitat, i no cal recórrer a l'ús decontribucions de fragments. La metodologia s'ha aplicat a cinc tipus diferents de compostos on diferents propietats moleculars i activitats biològiques s'han correlacionat amb Vee com a únic descriptor molecular. En tots els casos estudiats, s'han obtingut correlacions satisfactòries.

Theoretical study of the second-order vibrational Stark effect

The behaviour of the harmonic infrared frequency of diatomic molecules subjected to moderate static uniform electric fields is analysed. The potential energy expression has been developed as a function of a static uniform electric field, which brings about a formulation describing the frequency versus field strength curve. With the help of the first and second derivatives of the expressions obtained, which correspond to the first- and second-order Stark effects, it was possible to find the maxima of the frequency versus field strength curves for a series of molecules using a Newton-Raphson search. A method is proposed which requires only the calculation of a few energy derivatives at a particular value of the field strength. At the same time, the expression for the dependence of the interatomic distance on the electric field strength is derived and the minimum of this curve is found for the same species. Derived expressions and numerical results are discussed and compared with other studi

Ab initio absorption spectrum of NiO combining molecular dynamics with the embedded cluster approach in a discrete reaction field

We developed a procedure that combines three complementary computational methodologies to improve the theoretical description of the electronic structure of nickel oxide. The starting point is a Car-Parrinello molecular dynamics simulation to incorporate vibrorotational degrees of freedom into the material model. By means ofcomplete active space self-consistent field second-order perturbation theory (CASPT2) calculations on embedded clusters extracted from the resulting trajectory, we describe localized spectroscopic phenomena on NiO with an efficient treatment of electron correlation. The inclusion of thermal motion into the theoretical description allowsus to study electronic transitions that, otherwise, would be dipole forbidden in the ideal structure and results in a natural reproduction of the band broadening. Moreover, we improved the embedded cluster model by incorporating self-consistently at the complete active space self-consistent field (CASSCF) level a discrete (or direct) reaction field (DRF) in the cluster surroundings. The DRF approach offers an efficient treatment ofelectric response effects of the crystalline embedding to the electronic transitions localized in the cluster. We offer accurate theoretical estimates of the absorption spectrum and the density of states around the Fermi level of NiO, and a comprehensive explanation of the source of the broadening and the relaxation of the charge transferstates due to the adaptation of the environment

Effective atomic orbitals for fuzzy atoms

The method of extracting effective atomic orbitals and effective minimal basis sets from molecular wave function characterizing the state of an atom in a molecule is developed in the framework of the "fuzzy" atoms. In all cases studied, there were as many effective orbitals that have considerable occupation numbers as orbitals in the classical minimal basis. That is considered to be of high conceptual importance

Basis set effects on the energy and hardness profiles of the hydrogen fluoride dimer

In earlier work, the present authors have shown that hardness profiles are less dependent on the level of calculation than energy profiles for potential energy surfaces (PESs) having pathological behaviors. At variance with energy profiles, hardness profiles always show the correct number of stationary points. This characteristic has been used to indicate the existence of spurious stationary points on the PESs. In the present work, we apply this methodology to the hydrogen fluoride dimer, a classical difficult case for the density functional theory methods

Microstructure and secondary phases in coevaporated CuInS2 films: Dependence on growth temperature and chemical composition

The microstructure of CuInS2-(CIS2) polycrystalline films deposited onto Mo-coated glass has been analyzed by Raman scattering, Auger electron spectroscopy (AES), transmission electron microscopy, and x-ray diffraction techniques. Samples were obtained by a coevaporation procedure that allows different Cu-to-In composition ratios (from Cu-rich to Cu-poor films). Films were grown at different temperatures between 370 and 520-°C. The combination of micro-Raman and AES techniques onto Ar+-sputtered samples has allowed us to identify the main secondary phases from Cu-poor films such as CuIn5S8 (at the central region of the layer) and MoS2 (at the CIS2/Mo interface). For Cu-rich films, secondary phases are CuS at the surface of as-grown layers and MoS2 at the CIS2/Mo interface. The lower intensity of the MoS2 modes from the Raman spectra measured at these samples suggests excess Cu to inhibit MoS2 interface formation. Decreasing the temperature of deposition to 420-°C leads to an inhibition in observing these secondary phases. This inhibition is also accompanied by a significant broadening and blueshift of the main A1 Raman mode from CIS2, as well as by an increase in the contribution of an additional mode at about 305 cm-1. The experimental data suggest that these effects are related to a decrease in structural quality of the CIS2 films obtained under low-temperature deposition conditions, which are likely connected to the inhibition in the measured spectra of secondary-phase vibrational modes.

The role of energy correlations on Coulomb suppression in ballistic conductors contacted to degenerate reservoirs

Coulomb suppression of shot noise in a ballistic diode connected to degenerate ideal contacts is analyzed in terms of the correlations taking place between current fluctuations due to carriers injected with different energies. By using Monte Carlo simulations we show that at low frequencies the origin of Coulomb suppression can be traced back to the negative correlations existing between electrons injected with an energy close to that of the potential barrier present in the diode active region and all other carriers injected with higher energies. Correlations between electrons with energy above the potential barrier with the rest of electrons are found to influence significantly the spectra at high frequency in the cutoff region.