Fragment-based approach for the efficient calculation of the refractive index of metal–organic frameworks‡

文献情報

出版日 2023-06-30
DOI 10.1039/D3CP02356G
インパクトファクター 3.676
著者


原文を見る

要旨

Increasing demands on materials in the field of optical applications require novel materials. Metal–organic frameworks (MOFs) are a prominent class of hybrid inorganic–organic materials with a modular layout. This allows the fine-tuning of their optical properties and the tailored design of optical systems. In the present theoretical study, an efficient method to calculate the refractive index (RI) of MOFs is introduced. For this purpose, the MOF is split into disjoint fragments, the linkers and the inorganic building units. The latter are disassembled until metal ions are obtained. The static polarizabilities are calculated individually using molecular density functional theory (DFT). From these, the MOF's RI is calculated. To obtain suitable polarizabilities, an exchange–correlation functional benchmark was performed first. Subsequently, this fragment-based approach was applied to a set of 24 MOFs including Zr-based MOFs and ZIFs. The calculated RI values were compared to the experimental values and validated using HSE06 hybrid functional DFT calculations with periodic boundary conditions. The examination of the MOF set revealed a speed up of the RI calculations by the fragment-based approach of up to 600 times with an estimated maximal deviation from the periodic DFT results below 4%.

関連文献

Structural instability and mechanical properties of MoS2 toroidal nanostructures

Gaosheng Nie, Jun Xu, Jianying He, Qingchi Xu, Zhiliang Zhang

2015-11-12 Paper

DOI: 10.1039/C5CP05435D

A slowing down of proton motion from HPTS to water adsorbed on the MCM-41 surface

Noemí Alarcos, Boiko Cohen, Abderrazzak Douhal

2015-12-16 Paper

DOI: 10.1039/C5CP04548G

How can carbon favor planar multi-coordination in boron-based clusters? Global structures of CBxEy2− (E = Al, Ga, x + y = 4)

Zhong-hua Cui, Jing-jing Sui, Yi-hong Ding

2015-10-30 Paper

DOI: 10.1039/C5CP04776E

Ullmann coupling mediated assembly of an electrically driven altitudinal molecular rotor

Colin J. Murphy, Zachary C. Smith, Alex Pronschinski, Emily A. Lewis, Melissa L. Liriano, Chloe Wong, Christopher J. Ivimey, Mitchell Duffy, Wojciech Musial, Andrew J. Therrien, Samuel W. Thomas III, E. Charles H. Sykes

2015-11-03 Paper

DOI: 10.1039/C5CP05294G

Limits and potentials of quantum chemical methods in modelling photosynthetic antennae

Sandro Jurinovich, Carles Curutchet, Benedetta Mennucci

2015-04-02 Perspective

DOI: 10.1039/C5CP00986C

Experimental evidence for the influence of charge on the adsorption capacity of carbon dioxide on charged fullerenes

Stefan Ralser, Alexander Kaiser, Michael Probst, Johannes Postler, Michael Renzler, Diethard K. Bohme, Paul Scheier

2015-12-16 Paper

DOI: 10.1039/C5CP06587A

Synergistic effect of novel redox additives of p-nitroaniline and dimethylglyoxime for highly improving the supercapacitor performances

Yong Fu Nie, Qian Wang, Xiang Ying Chen, Zhong Jie Zhang

2015-12-21 Paper

DOI: 10.1039/C5CP06147D

A zero dimensional model of lithium–sulfur batteries during charge and discharge

Monica Marinescu, Teng Zhang, Gregory J. Offer

2015-11-12 Paper

DOI: 10.1039/C5CP05755H

An auxilliary grid method for the calculation of electrostatic terms in density functional theory on a real-space grid

Michael Zuzovski, Amir Boag, Amir Natan

2015-06-30 Paper

DOI: 10.1039/C5CP01090J

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

S-(甲硅烷基丙基)異硫酰氯を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱う際にはPPE(防護具)が必要です。特に手袋と面マスクは必須です。ドラフトチャンバーを使用して漏洩処理を行い、温度は常温、湿度は乾燥状態、容器はガラス容器...

84682-36-02-Amino-7,7-dimethox...
化合物よくある質問

8-硝基-咪唑并[1,2-a]吡啶とは何ですか?

8-硝基-咪唑并[1,2-a]吡啶は、CAS番号52310-46-0の化合物で、8-位に硝基を有する咪唑並みの结构をもつ吡啶の化合物です。この化合物は、酸化還元...

52310-46-08-Nitroimidazo[1,2-a...
化合物よくある質問

4-ブロモ-5-メトキシピリジン-2-甲醇の代替品はありますか?

4-ブロモ-5-メトキシピリジン-2-甲醇の代替品には、類似構造を持つ化合物や機能性に等しい代替試薬があります。例えば、4-クロロ-5-メトキシピリジン-2-甲...

1454849-84-3(4-Bromo-5-methoxy-2...
化合物よくある質問

全氟-1,2-二甲基環己烷を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

全氟-1,2-二甲基環己烷(CAS番号:306-98-9)の廃棄物は、特別な処理が必要です。まず、廃棄物を密閉容器に収集し、適切な防漏容器に保管します。次に、専...

306-98-91,1,2,2,3,3,4,4,5,6-...
化合物よくある質問

3-(溴甲基)苯乙酸の主な用途は何ですか?

3-(溴甲基)苯乙酸は主に研究用化学薬品として利用され、有機合成や医薬品の開発に用いられます。また、特定の化合物の合成中間体としても使用されることがあります。

118647-53-32-(3-(Bromomethyl)ph...
化合物よくある質問

5-イドキド-4-メチオキシ-6-メチルピリミジニン-2-アミンはどのように保存すればよいですか?

5-イドキド-4-メチオキシ-6-メチルピリミジニン-2-アミンは冷暗所で密栓の容器に保存し、直射日光を避けて保管することをお勧めします。温度は常温とし、湿気を...

23368-84-55-Iodo-4-methoxy-6-m...
化合物よくある質問

1-(2-溴-6-甲氧基苯基)乙酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

実験室では、1-(2- Bromo-6-methoxyphenyl)ethanoneを取り扱う際には、ゴーグルや面具、手袋などのPPEを使用することが推奨されま...

380225-68-31-(2-Bromo-6-methoxy...
化合物よくある質問

5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ダイオキサボラロール-2-イル)-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフランは安全ですか?

5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ダイオキサボラロール-2-イル)-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフランは一般に安全ですが、取扱いには注意が必要です...

1352037-60-55-(4,4,5,5-Tetrameth...
化合物よくある質問

4-溴萘-1-甲酸の代替品はありますか?

4-溴萘-1-甲酸は比較的稀な化合物ですが、類似物としては、4-クロロ-1-ナフホリック酸やその他のブロモ置換ナフホリック酸が挙げられます。ただし、これらの代替...

16650-55-84-Bromo-1-naphthoic ...
化合物よくある質問

ε-白藜芦醇脱氢二聚体の代替品はありますか?

ε-白藜芦醇脱氢二聚体の代替品としては、ε-白藜芦醇、ポリフェノール類、フラボノイド類が挙げられます。これらは類似の化学構造と生物学的活性を持っています。ただし...

62218-08-05-{(2R,3R)-6-Hydroxy...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。