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近年来,随着太赫兹时域光谱技术(Terahertz Time-Domain Spectroscopy,THz-TDS)的不断发展,它作为一种快速有效无损检测技术已经将应用扩展到生物、化学、医学和材料等众多领域。晶体中分子间弱相互作用如氢键的拉伸和扭转均落在太赫兹频段,这使得太赫兹振动光谱能够清晰的呈现出晶体中的分子间弱相互作用。而这些作用在晶体工程、高分子材料、制药、生物化学以及生命科学等众多领域都扮演着非常重要的角色。基于密度泛函理论的计算与分析,在太赫兹光谱应用中占据重要的地位,它可以重现晶体的太赫兹实验光谱,从微观角度解释太赫兹振动吸收特征的来源。但目前都只是应用一些浅显的理论进行分析,不能实现对光谱的详细解析。基于此,本文在密度泛函理论计算的基础上使用势能分布(Potential Energy Distribution,PED)和约化密度梯度(Reduced Density Gradient,RDG)方法对一些晶体的太赫兹光谱进行计算与分析,得出分子间作用力在太赫兹振动模式中的贡献,从而实现对太赫兹光谱的精确指认。本文的主要研究内容如下:首先,以具有简单分子结构的尿素为研究对象,对其晶体在室温下进行了THz-TDS实验,得到了它在0.6~1.8 THz区间内的THz振动吸收光谱。为了重现实验光谱并对太赫兹吸收特征进行解释,对尿素单分子和分子簇进行了基于密度泛函理论的计算。结果表明单分子计算不能重现实验光谱,而使用M06-2X方法的分子簇计算结果则与实验光谱吻合较好。通过势能分布分析并结合GaussView软件,对尿素晶体出现在低频太赫兹区间上的所有振动模式进行了指认,发现这些振动模式均与分子间氢键有关。为了更好地研究这些分子间氢键作用,使用约化密度梯度分析对这些作用的强弱进行了判别,并通过VMD软件将判别结果以图形的形式显现出来。其次,随着分子结构复杂性的增加,对尿素派生物:1,1-二甲基脲和1,3-二甲基脲同分异构体晶体进行了THz-TDS研究,得到了它们室温下0.6~1.8 THz区间内的THz振动吸收光谱。结果发现尿素派生物的实验光谱与尿素的有很大的不同,这也充分证实了太赫兹波对分子结构的敏感性。另外,这两种同分异构体的实验光谱也存在着较大的差异,这就说明THz-TDS能够对它们进行有效地区分。为了探寻太赫兹振动的来源,执行了使用freq=intmodes关键字的密度泛函理论计算。结果表明使用B3LYP-D3方法的分子簇计算能较好地预测实验光谱,结合GaussView软件能够对太赫兹振动模式进行分析指认,这些振动模式均与分子间氢键有关。RDG分析用来研究这些分子间氢键作用,结合VMD软件对这两种同分异构体中的分子间氢键作用的位置和强弱进行了可视化。为了验证太赫兹波对结构异构体的敏感性,还研究了富马酸与马来酸同分异构体晶体,实验与理论计算结果表明太赫兹时域光谱能够对这两种异构体进行有效识别,并且它们所表现出的太赫兹吸收特征都与分子间氢键有关。最后,对分子结构相当复杂的尿素和富马酸共晶体进行太赫兹实验与理论计算研究。通过溶液再结晶和研磨共晶两种方式得到了富马酸和尿素的共晶物,在室温下获得了它们0.6~1.6THz区间上的太赫兹振动吸收光谱。发现它们吸收峰的位置基本相同,这就说明通过以上两种方法制备的共晶物应是同一物质,且两种方法都能有效地制备共晶。与富马酸和尿素晶体的实验光谱相比,它们共晶物的实验光谱有一个吸收峰的位置基本与富马酸的相同,但强度得到了明显增强;重要的是出现了一个新的特征吸收峰。为了探寻这个吸收峰的来源,构建了来源于不同分子排列结构链状层的双分子和四分子模型,理论计算结果表明它们表现出了完全不同的太赫兹吸收特征,这就证实了太赫兹波对分子构型的变化敏感的说法。依据理论计算与分析结果将共晶物出现的两种振动模式指认为由于分子间氢键伸缩所引起的振翅动以及富马酸-尿素单元的扭转模式。