DNA無序算法的改進(jìn)及其應(yīng)用.pdf

1、DNA是二十世紀(jì)人類對(duì)自身探索的一個(gè)里程碑,但至今DNA仍有許多未解之謎,然而隨著生物、物理、化學(xué)等學(xué)科的交叉及納米技術(shù)的飛速進(jìn)展,人們對(duì)DNA的研究日益增多。DNA自身的自組裝性、可識(shí)別性以及生物特性使DNA成為一種潛在的納米器件材料,最近關(guān)于DNA纏繞碳納米管的研究和DNA編織材料的突破,更促使人們對(duì)DNA的物理性質(zhì)進(jìn)行深入的理論研究。本文通過對(duì)無序DNA體系的緊束縛模型本征問題的算法進(jìn)行改進(jìn)及部分創(chuàng)新,以及應(yīng)用此算法對(duì)不同鏈數(shù)的D

2、NA電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,以期探索DNA較普遍的一些規(guī)律。
　　 本研究分為兩部分：首先本文對(duì)于DNA緊束縛模型的本征問題求解算法進(jìn)行了改進(jìn),提出了基于Dean方法的均分法本征值算法,避免了步進(jìn)法的一些缺點(diǎn),另外通過結(jié)合零點(diǎn)位移的反冪法和逆迭代法,得到一個(gè)本征矢的算法,此算法在使用均分法的結(jié)果基礎(chǔ)上可快速得到精確的本征矢,與此同時(shí)可修正所輸入的本征值,使其更精確。利用這一特點(diǎn),本文將均分法與本征矢算法相結(jié)合,提出了一個(gè)綜合優(yōu)化的方法

3、,并通過與其它算法的比較,證明本文本征問題綜合算法的精度可控,效率較高。
　　 本文應(yīng)用以上方法探索不同鏈數(shù)的DNA的的電子結(jié)構(gòu)規(guī)律。首先通過哈密頓量和布洛赫函數(shù),求得了對(duì)雙鏈的poly(G)－poly(C)DNA和四鏈的G4-DNA的能帶公式,并同時(shí)對(duì)含有磷酸糖骨架的DNA的能帶公式一并計(jì)算,得出能帶結(jié)構(gòu)圖,并從中看到了能級(jí)分裂的現(xiàn)象。在態(tài)密度分布圖中,通過改變鏈間躍遷積分和鏈內(nèi)躍遷積分的值,我們可得到兩種模型的能態(tài)密度的分布