如何计算拉曼光谱
本教程针对AMS2019.3及之前的版本，AMS2020以后的版本请参考：拉曼光谱、拉曼活性VROA的计算
我们用一个非常简单的例子来说明。《光谱学与光谱分析》第27卷，第10期，2007年10月，“饮用水激光拉曼光谱的比较与分析”。
在这篇文章中，作者检测了5种水的拉曼光谱：
虽然5种水，吸收强度、峰的位置有差别，不过大趋势差不多。也就是有3个峰，对应着三种振动。
我们就以水为例进行计算。水中存在氢键，使得水分子的形态与孤立的气态水分子略有差异。不过我们近似的以气态水分子来计算。
参数的设置与红外频率计算非常类似，可以参考费米维基：如何计算分子的频率、红外、零点能、转动能量、转动惯量、熵、焓、热熔与Gibbs自由能
本例中计算如下：
第一步：几何结构优化，参考费米维基：如何优化分子的几何结构
第二步：结构优化完成之后，ADFinput提示是否将结构更新为优化之后的结构，选择yes，结构即替换成优化之后的结构。然后设置参数如下：
其中：
- XC Functional，一般如果不是配合物的话，就选中GGA中BP、PBE、BLYP都可以，差别很小
- basis set的选择，参考费米维基：ADF：一般情况下如何选择基组Basis Set
- 数值精度（Numerical Quality）选择normal即可，因为计算频率对精度的要求很低
另外设置：
上面的设置，是通过数值拟合的方法计算能量的梯度。这种方法比解析的方法计算梯度更精确，但计算量较大，因为需要对分子做非常多次的微弱形变，并计算能量，从而拟合出能量的梯度。因此计算拉曼光谱，只对小分子适合。大分子很难进行计算。
上图中Calculate的几个选项：
- None，表示不计算拉曼，只计算红外振动
- Raman Range，需要用户指定关心哪个波段的Raman光谱，如果选择该项，则需要在Lower limit和upper limit中输入波段的起、止波数
- Raman Full，表示所有可能的振动都计算出来
- Raman Full Aoresponse，表示使用线性响应理论计算，与上一种结果差别不大
Frequency Value是指入射光的能量，单位为eV。
这样就可以提交任务了。提交任务的方式，参考费米维基：正式版的安装、维护与升级
第三步，查看结果。在ADFinput点击SCM LOGO > Spectra，或者在ADFjobs选中该任务之后，点击SCM LOGO > Spectra，就弹出拉曼光谱了：
上图的上半部分，是不同频率下的振幅，下半部分是这些峰的精确位置。
从下半部分可以看到，三个峰的位置分别为：1490 1/cm、3906 1/cm、4044 1/cm。相对强度分别为0.98、72.85、27.97。
文中测试的是液相拉曼，而这里计算的实际上是气相拉曼光谱。如果多个水分子吸附形成水簇，得到的拉曼光谱，将更接近前面的实验结果。
在ADFSpectra窗口，点击Spectra > Vibration可以看到红外振动谱：
对比红外和拉曼，可以看到峰的位置是一样的，只是强度不同、或相反。
- 1490附近的峰，红外很强而拉曼很弱
- 3906附近的峰拉曼很强，而红外很弱
- 4044的峰，拉曼较弱、红外很强