Optical excitations of chlorophyll <i>a</i> and <i>b</i> monomers and dimers
Notice bibliographique
Résumé
A necessary first step in the development of technologies such as artificial photosynthesis is understanding the photoexcitation process within the basic building blocks of naturally occurring light harvesting complexes (LHCs). The most important of these building blocks in biological LHCs such as LHC II from green plants are the chlorophyll a (Chl a) and chlorophyll b (Chl b) chromophores dispersed throughout the protein matrix. However, efforts to describe such systems are still hampered by the lack of computationally efficient and accurate methods that are able to describe optical absorption in large biomolecules. In this work, we employ a highly efficient linear combination of atomic orbitals (LCAOs) to represent the Kohn–Sham (KS) wave functions at the density functional theory (DFT) level and perform time-dependent density functional theory (TDDFT) calculations in either the reciprocal space and frequency domain (LCAO-TDDFT-k-ω) or real space and time domain (LCAO-TDDFT-r-t) of the optical absorption spectra of Chl a and b monomers and dimers. We find that our LCAO-TDDFT-k-ω and LCAO-TDDFT-r-t calculations reproduce results obtained with a plane-wave (PW) representation of the KS wave functions (PW-TDDFT-k-ω) but with a significant reduction in computational effort. Moreover, by applying the Gritsenko, van Leeuwen, van Lenthe, and Baerends solid and correlation derivative discontinuity correction Δx to the KS eigenenergies, with both LCAO-TDDFT-k-ω and LCAO-TDDFT-r-t methods, we are able to semiquantitatively reproduce the experimentally measured photoinduced dissociation results. This work opens the path to first principles calculations of optical excitations in macromolecular systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».