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Artigo DFT calculations of the structural, electronic, optical and vibrational properties of anhydrous orthorhombic L-threonine crystals(Elsevier, 2019) Araújo, Roniel de Lima; Vasconcelos, Manoel Silva de; Barboza, Carlos Antonio; Lima Neto, José Xavier de; Albuquerque, Eudenilson Lins de; Fulco, Umberto LainoThe structural, electronic, optical, vibrational and thermodynamic properties of the anhydrous orthorhombic L-threonine crystals are investigated by ab initio simulation using a pseudopotential approach within the density functional theory (DFT) method. We have considered both the generalized gradient approximation with dispersion correction (GGA+TS) and the local density approximation (LDA), respectively, as our exchange functionals. Within the GGA+TS calculations, an excellent agreement between the measured X-ray and our theoretical unit cell parameters was obtained, with deviations ∆a, ∆b, ∆c of -0.08 ˚A, 0.12 ˚A, and 0.01 ˚A, respectively, for an 830 eV cutoff energy. Besides, a direct-band gap E(Γ → Γ)=5.06 eV, was found in agreement with the experimental 4.96 eV result. The optical properties have been calculated considering [001] as the incidence direction of polarization of the incident light. The normal vibration’s modes, the infrared and Raman spectra of L-threonine, as well as the thermodynamic properties were also obtained and analyzedTese Estudo das propriedades óptico-eletrônicas de neurotransmissores(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-18) Araújo, Roniel de Lima; Fulco, Umberto Laino; Barboza, Carlos Antônio; http://lattes.cnpq.br/6129886378495626; https://orcid.org/0000-0002-4528-9878; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; https://orcid.org/0000-0002-3021-9439; http://lattes.cnpq.br/2036449171182051; Macedo Filho, Antônio de; Anselmo, Dory Helio Aires de Lima; https://orcid.org/0000-0003-0180-9189; http://lattes.cnpq.br/0554474279738500; Albuquerque, Eudenilson Lins de; https://orcid.org/0000-0002-1022-1048; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; Silva, Luciano Rodrigues da; https://orcid.org/0000-0002-6875-1965; http://lattes.cnpq.br/5182830756789229; Lyra, Marcelo LeiteNeste trabalho, apresentaremos um estudo das propriedades estruturais, eletrˆonicas, ´opticas, vibracionais e termodinˆamicas dos cristais de dopamina, l-dopa, noradrenalina e adrenalina, atrav´es de simula¸c˜oes computacionais no formalismo DFT (Density Functional Theory), onde foi usado a aproxima¸c˜ao do gradiente generalizado (GGA-PBE) e o funcional h´ıbrido HSE06. A partir dos dados experimentais das quatro estruturas cristalinas foram realizados a otimiza¸c˜ao da geometria cristalina, c´alculo da densidade de estados e estrutura de bandas, absor¸c˜ao ´optica, fun¸c˜ao diel´etrica, ´ındice de refra¸c˜ao, condutividade ´optica, refletividade, fun¸c˜ao perda, espectro infravermelho e Raman e tamb´em temperatura de Debye, entalpia, energia livre, T*entropia e capacidade t´ermica. Os novos parˆametros de rede encontrados apresentaram uma boa concordˆancia com os valores experimentais. Atrav´es do funcional GGA-PBE (HSE06), encontramos que: a dopamina apresenta um band gap indireto E = 3, 8 eV (4,70 eV), para noradrenalina obtivemos um band gap indireto E = 3, 48 eV (4,40 eV), para adrenalina foi encontrado um band gap indireto E = 3, 53 eV (4,60 eV) e um band gap direto E = 3, 09 eV (3,60 eV) foi obtido para o cristal da l-dopa. A an´alise das densidades de estados eletrˆonicos permitiu identificar as contribui¸c˜oes por ´atomo para os estados das bandas de valˆencia e de condu¸c˜ao. Nas propriedades ´opticas ´e poss´ıvel observar uma absor¸c˜ao da luz na regi˜ao ultravioleta, e uma maior sensibilidade na absor¸c˜ao da radia¸c˜ao polarizada na dire¸c˜ao 100, para a dopamina, noradrenalina e l-dopa, enquanto que a adrenalina apresenta uma maior absor¸c˜ao da luz polarizada com a dire¸c˜ao de polariza¸c˜ao 001. Os espectros IR e Raman foram calculados e os modos de vibra¸c˜ao analisados. A capacidade t´ermica em temperatura ambiente encontrada foi: 210.01 cal/cell.K, 121 cal/cell.K, 182 cal/cell.K e 103 cal/cell.K, para dopamina, l-dopa, noradrenalina e adrenalina, respectivamente.Dissertação Propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e vibracionais do cristal ltreonina: simulações computacionais no formalismo DFT(2017-03-17) Araújo, Roniel de Lima; Fulco, Umberto Laino; Vasconcelos, Manoel Silva de; ; http://lattes.cnpq.br/6345339220512423; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/2036449171182051; Barboza, Carlos Antonio; ; http://lattes.cnpq.br/6129886378495626; Macedo Filho, Antonio de; ; http://lattes.cnpq.br/5432651695056904Neste trabalho, estudamos as propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e vibracionais dos cristais ortorrômbicos de treonina, obtidos através de simulações computacionais no formalismo DFT (Teoria Funcional da Densidade), nas aproximações de densidade local (LDA-CAPZ) e no gradiente generalizado GGA-PBE). L-treonina é um aminoácido essencial que desempenha um papel importante nos sistemas biológicos, sendo o último dos 20 aminoácidos que compõem as proteínas, a serem identificados. Para o cristal l-treonina, a otimização da geometria cristalina, parâmetros de rede, ângulos e distâncias interatômicas, estrutura de banda, densidade de átomo a átomo, absorção óptica, função dielétrica, índice de refração, condutividade ótica, função de perda, espectro infravermelho e Raman. Os parâmetros de rede calculados estão próximos dos resultados experimentais, foram obtidos um gap de banda E = 5,06 eV e um gap de banda E (X → S) = 4,91 eV indiretos dentro do GGA e LDA, respectivamente. A análise da densidade de estados de elétrons permitiu identificar as contribuições por átomo para os estados das bandas de valência e de condução, nas propriedades ópticas é possível observar uma sensibilidade ao plano de polarização da luz incidente 001. Foi obtido um bom acordo entre Os espectros vibracionais IR e Raman dados teóricos e experimentais do cristal l-treonina.