Frequency fluctuations of the OH stretch and the HOH bend in liquid water are reported from the third-order response function evaluated using the TTM3-F potential for water. The simulated two-dimensional infrared spectra of the OH stretch are similar to previously reported theoretical results. The present study suggests that the frequency fluctuation of the HOH bend is faster than that of the OH stretch. The ultrafast loss of the frequency correlation of the HOH bend is due to the strong couplings with the OH stretch as well as the intermolecular hydrogen bond bend.
REFERENCES
1.
D.
Eisenberg
and W.
Kauzmann
, The Structure and Properties of Water
(Clarendon Press
, 1969
).2.
A.
Rahman
and F. H.
Stillinger
, J. Chem. Phys.
55
, 3336
(1971
).3.
I.
Ohmine
and H.
Tanaka
, Chem. Rev.
93
, 2545
(1993
).4.
T.
Head-Gordon
and G.
Hura
, Chem. Rev.
102
, 2651
(2002
).5.
I.
Ohmine
and S.
Saito
, Acc. Chem. Res.
32
, 741
(1999
).6.
E. T. J.
Nibbering
and T.
Elsaesser
, Chem. Rev.
104
, 1887
(2004
).7.
S. T.
Roberts
, K.
Ramasesha
, and A.
Tokmakoff
, Acc. Chem. Res.
42
, 1239
(2009
).8.
T.
Yagasaki
and S.
Saito
, Acc. Chem. Res.
42
, 1250
(2009
).9.
H. J.
Bakker
and J. L.
Skinner
, Chem. Rev.
110
, 1498
(2010
).10.
T.
Yagasaki
and S.
Saito
, Annu. Rev. Phys. Chem.
64
, 55
(2013
).11.
S.
Mukamel
, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy
(Oxford University Press
, Oxford
, 1999
).12.
M.
Cho
, Chem. Rev.
108
, 1331
(2008
).13.
J. D.
Evans
, J. J.
Loparo
, C. J.
Fecko
, S. T.
Roberts
, A.
Tokmakoff
, and P. L.
Geissler
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
102
, 13019
(2005
).14.
J. B.
Asbury
, T.
Steinel
, K.
Kwak
, S. A.
Corcelli
, C. P.
Lawrence
, J. L.
Skinner
, and M. D.
Fayer
, J. Chem. Phys.
121
, 12431
(2004
).15.
J. J.
Loparo
, S. T.
Roberts
, and A.
Tokmakoff
, J. Chem. Phys.
125
, 194522
(2006
).16.
K.
Ramasesha
, S. T.
Roberts
, R. A.
Nicodemus
, A.
Mandal
, and A.
Tokmakoff
, J. Chem. Phys.
135
, 054509
(2011
).17.
M. L.
Cowan
, B. D.
Bruner
, N.
Huse
, J. R.
Dwyer
, B.
Chugh
, E. T. J.
Nibbering
, T.
Elsaesser
, and R. J. D.
Miller
, Nature (London)
434
, 199
(2005
).18.
D.
Kraemer
, M. L.
Cowan
, A.
Paarmann
, N.
Huse
, E. T. J.
Nibbering
, T.
Elsaesser
, and R. J. D.
Miller
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
105
, 437
(2008
).19.
C. P.
Lawrence
and J. L.
Skinner
, J. Chem. Phys.
118
, 264
(2003
).20.
B.
Auer
, R.
Kumar
, J. R.
Schmidt
, and J. L.
Skinner
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
104
, 14215
(2007
).21.
D.
Laage
, G.
Stirnemann
, F.
Sterpone
, and J. T.
Hynes
, Acc. Chem. Res.
45
, 53
(2012
).22.
A.
Paarmann
, T.
Hayashi
, S.
Mukamel
, and R. J. D.
Miller
, J. Chem. Phys.
128
, 191103
(2008
).23.
A.
Paarmann
, T.
Hayashi
, S.
Mukamel
, and R. J. D.
Miller
, J. Chem. Phys.
130
, 204110
(2009
).24.
T. L. C.
Jansen
, B. M.
Auer
, M.
Yang
, and J. L.
Skinner
, J. Chem. Phys.
132
, 224503
(2010
).25.
J.
Jeon
, A. E.
Lefohn
, and G. A.
Voth
, J. Chem. Phys.
118
, 7504
(2003
).26.
G. S.
Fanourgakis
and S. S.
Xantheas
, J. Chem. Phys.
124
, 174504
(2006
).27.
G. S.
Fanourgakis
and S. S.
Xantheas
, J. Chem. Phys.
128
, 074506
(2008
).28.
S.
Imoto
, S. S.
Xantheas
, and S.
Saito
, J. Chem. Phys.
138
, 054506
(2013
).29.
T.
Yagasaki
, J.
Ono
, and S.
Saito
, J. Chem. Phys.
131
, 164511
(2009
).30.
S.
Mukamel
and J. B.
Maddox
, J. Chem. Phys.
121
, 36
(2004
).31.
T.
Hasegawa
and Y.
Tanimura
, J. Chem. Phys.
125
, 074512
(2006
).32.
T. L. C.
Jansen
, K.
Duppen
, and J. G.
Snijders
, Phys. Rev. B
67
, 134206
(2003
).33.
F.
Paesani
, S.
Iuchi
, and G. A.
Voth
, J. Chem. Phys.
127
, 074506
(2007
).34.
S.
Habershon
, G. S.
Fanourgakis
, and D. E.
Manolopoulos
, J. Chem. Phys.
129
, 074501
(2008
).35.
F.
Paesani
, S. S.
Xantheas
, and G. A.
Voth
, J. Phys. Chem. B
113
, 13118
(2009
).36.
F.
Paesani
and G. A.
Voth
, J. Phys. Chem. B
113
, 5702
(2009
).37.
F.
Paesani
, S.
Yoo
, H. J.
Bakker
, and S. S.
Xantheas
, J. Phys. Chem. Lett.
1
, 2316
(2010
).38.
J.
Liu
, W. H.
Miller
, G. S.
Fanourgakis
, S. S.
Xantheas
, S.
Imoto
, and S.
Saito
, J. Chem. Phys.
135
, 244503
(2011
).39.
H.
Partridge
and D. W.
Schwenke
, J. Chem. Phys.
106
, 4618
(1997
).40.
B. T.
Thole
, Chem. Phys.
59
, 341
(1981
).41.
M.
Khalil
, N.
Demirdöven
, and A.
Tokmakoff
, Phys. Rev. Lett.
90
, 47401
(2003
).42.
A.
Sakurai
and Y.
Tanimura
, J. Phys. Chem. A
115
, 4009
(2011
).43.
Y.
Nagata
and S.
Mukamel
, J. Am. Chem. Soc.
132
, 6434
(2010
).44.
T.
Ishiyama
, V. V.
Sokolov
, and A.
Morita
, J. Chem. Phys.
134
, 024509
(2011
).45.
N.
Huse
, S.
Ashihara
, E. T. J.
Nibbering
, and T.
Elsaesser
, Chem. Phys. Lett.
404
, 389
(2005
).46.
M.
Cho
, J.
Yu
, T.
Joo
, Y.
Nagasawa
, S. A.
Passino
, and G. R.
Fleming
, J. Chem. Phys.
100
, 11944
(1996
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
