Medlemmar av CEST-gruppen publicerade nyligen en artikel som introducerade en ny metod för att beräkna CD-spektra i GPAW-koden med öppen källkod. Publikationen visar att det implementerade tillvägagångssättet är mer effektivt än den vanliga linjära responsmetoden och kan enkelt beräkna CD-spektra för system i nanoskala, såsom hybridsilverkluster som består av över 1000 atomer.

Inspelning av CD-spektra är en mycket kraftfull metod för att studera de kirala optiska egenskaperna och detektera små strukturförändringar i kirala molekyler, DNA, proteiner och nanokluster, för att nämna några. Dock, beräkningskostnaden för den vanligaste metoden för linjär-svarstidberoende densitetsfunktionsteori (TDDFT) ökar drastiskt med den systemstorlek som observeras, och kan vanligtvis endast tillämpas på små system. För att övervinna denna utmaning, forskare Esko Makkonen, Tuomas Rossi, Patrick Rinke och Xi Chen arbetade med medarbetare från Jyväskylä, Spanien och Colombia för att implementera ett mer effektivt tillvägagångssätt baserat på realtids TDDFT för att beräkna CD-spektra. Den publicerade koden erbjuder både linjär kombination av atomära orbitaler (LCAO) och rutnätslägen. LCAO-läget är fördelaktigt för stora system, medan rutnätsläget är lämpligt för små molekyler och benchmarkändamål, vilket gör denna nya metod extremt mångsidig.

Författarna testade denna nya implementering på olika system. I alla testfall, beräkningarna visar hög effektivitet och stämmer väl överens med experimentella resultat och referensberäkningar. Driven av denna första framgång, gruppen är nu redo att studera många fler kirala nanokluster. Syftet med detta arbete är att upptäcka ursprunget till kirala optiska egenskaper i nanokluster, och designa metallkluster som är användbara som kirala sensorer.

Denna tidning publiceras i The Journal of Chemical Physics .