A DNS gerjeszett állapotainak és vezetőképességének tanulmányozása az építőelemek kvantumkémiai vizsgálata alapján  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
104672
típus K
Vezető kutató Szalay Péter
magyar cím A DNS gerjeszett állapotainak és vezetőképességének tanulmányozása az építőelemek kvantumkémiai vizsgálata alapján
Angol cím Characterization of the excitation and electron transport properties of DNA by quantum chemical investigation of its building blocks
magyar kulcsszavak gerjesztett állapotok, nukleobázisok, DNS, kvantumkémia
angol kulcsszavak excited states, nucleobases, DNA, quantum chemistry
megadott besorolás
Fizikai kémia és elméleti kémia (Élettelen Természettudományok Kollégiuma)100 %
Ortelius tudományág: Kvantumkémia
zsűri Kémia 1
Kutatóhely Kémiai Intézet (Eötvös Loránd Tudományegyetem)
résztvevők Fogarasi Géza
Pershin Anton
Pillió Zoltán
Pillió Zoltán
Pillió Zoltán
Tajti Attila László
projekt kezdete 2013-02-01
projekt vége 2018-01-31
aktuális összeg (MFt) 33.193
FTE (kutatóév egyenérték) 6.49
állapot aktív projekt





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A project célja az volt, hogy a DNS építőelemeire alkalmazható módszereket dolgozzunk ki az elektrongerjesztett állapotok és töltés transzport folyamat leírására. A munka legsikeresebb része, hogy benchmark adatbázis építettünk fel, amellyel kvantumkémiai módszerek teljesítőképessége vizsgálható és összehasonlítottunk több másodrendű módszert különös tekintettel a fellépő hibák eredetére. Sajnos ezek egyike sem képes egyszerre leírni a különböző típusú (vegyérték, Rydberg, töltésátmeneti) gerjesztett állapotokat. Új eljárást javasoltunk a töltésátmeneti integrál számítására, amely a transzport tulajdonságok leírásához szükséges legfontosabb mennyiség. Megmutattuk, hogy az ionizált állapotok megfelelő kezelésével - ezt az ún. kontinuum pályák használatával értük el - az átmenti integrál hibája egy nagyságrenddel csökkenthető. A számításkor használt képlettel kapcsolatban pedig azt mutattuk meg, hogy az általunk javasolt Taylor-sorfejtésen alapuló módszer vonzó alternatívát jelent az "egzakt" számításokkal szemben, hiszen a számítási idő jelentősen csökken. A tizenkét publikált, valamint az egy előkészület alatt lévő közlemény nagyban kielégíti a projekt céljait. Az eredmények közelebb hoztak minket ahhoz, hogy a DNS építőelemeinek elektronszerkezetét megértsük, és különösen sok módszertani kérdést válaszolnak meg.
kutatási eredmények (angolul)
The aim of the project was to develop methods for investigation of the electronically excited states and charge transport phenomena applicable for DNA building blocks. The most successful part of the work was that we established benchmark data to characterize the power of quantum chemical methods and compared several second order methods term by term with respect to their failure. Unfortunately, none of them seems to give good description of all type of excited states, i.e. valence, Rydberg or charge transfer types at the same time. We have also suggested new ways to calculate the charge transfer integral, the most relevant quantity to describe transfer properties. We demonstrated that a proper treatment of the involved ionized states, achieved by applying the continuum-orbital strategy, reduces the error of the transfer integrals by one order of magnitude. As of the formula used, we have also showed that the new Taylor expansion scheme represents an attractive alternative to the "exact" calculations due to a substantial reduction of computational costs. The twelve papers published together with the one in preparation largely fulfill the goals of the project. The results obtained brought us closer to the understanding of the electronic structure of DNA building blocks and in particular answered several methodological questions.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=104672
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Benda Zsuzsanna, Szalay Peter G: Characterization of the Excited States of DNA Building Blocks: a Coupled Cluster Computational Study, PHYS CHEM CHEM PHYS 18: 23596-23606, 2016
P.G. Szalay; Watson T; Perera A; Lotrich V; Bartlett RJ: Benchmark Studies on the Building Blocks of DNA. 3. Watson-Crick and Stacked Base Pairs, Journal of Chemical Physics A, 117: (15) pp. 3149-3157, 2013
P.G. Szalay: Can coupled-cluster methods be used to describe excited states of the building blocks of DNA?, INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY 113: (14) pp. 1821-1827., 2013
Bastien Mussard, Péter G Szalay, and Janos G Angyan: Analytical Energy Gradients in Range-Separated Hybrid Density Functional Theory with Random Phase Approximation, J Chem Theory Comput, vol. 10 (5), pp. 1968-1979, 2014
Dániel Kánnár and Péter G Szalay: Benchmarking Coupled Cluster methods on singlet excited states of nucleobases, J Mol Model, vol. 20 (11) 2053, 2014
Zsuzsanna Benda and Péter G Szalay: Details of the Excited State Potential Energy Surfaces of Adenine by Coupled-Cluster Techniques, J Phys Chem A, vol 118 (32), pp 6197-6207, 2014
Dániel Kánnár and Péter G Szalay: Benchmarking Coupled Cluster Methods on Valence Singlet Excited States, J Chem Theory Comput, v 10(9), 3757-3765, 2014
Anton Pershin, Péter G Szalay: Development of highly accurate approximate scheme for computing the charge transfer integral, J CHEM PHYS 143:, 2015
Fogarasi Geza, Szalay Peter G: Quantum chemical MP2 results on some hydrates of cytosine: Binding sites, energies and the first hydration shell, PHYS CHEM CHEM PHYS 17: 29880-29890, 2015
Pershin A, Szalay PG: Improving the Accuracy of the Charge Transfer Integrals Obtained by Coupled Cluster Theory, MBPT(2), and TDDFT, J CHEM THEORY COMPUT 11: (12) 5705-5711, 2015
Pershin A, Szalay PG: Improving the Accuracy of the Charge Transfer Integrals Obtained by Coupled Cluster Theory, MBPT(2), and TDDFT, J CHEM THEORY COMPUT 11: (12) 5705-5711, 2015
Kánnár Dániel, Tajti Attila, Szalay Peter G: Accuracy of Coupled Cluster excitation energies in diffuse basis sets, J CHEM THEORY COMPUT 13: (1) 202-209, 2017
Benda Zsuzsanna, Szalay Peter G: Characterization of the Excited States of DNA Building Blocks: a Coupled Cluster Computational Study, PHYS CHEM CHEM PHYS 18: 23596-23606, 2016
Tajti A, Szalay PG: Investigation of the Impact of Different Terms in the Second Order Hamiltonian on Excitation Energies of Valence and Rydberg States, J CHEM THEORY COMPUT 12: (11) 5477-5482, 2016
A. Tajti, J.F. Stanton, P.G. Szalay: Accuracy of Coupled Cluster excited state potential energy surfaces, WATOC 2017 invited talk, 2017





 

Projekt eseményei

 
2013-11-11 15:38:52
Résztvevők változása
2013-07-19 11:20:14
Résztvevők változása




vissza »