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一,光吸收
一般情况下,单重态到三重态的激发,属于禁阻跃迁,只有考虑电子的自旋角动量与轨道角动量的耦合作用时,跃迁几率才能得到非0的值。而此时,实际上就不存在单重态、三重态的概念,只能是近似为单重态、三重态。如下以H2O为例。
由于从S0跃迁到T1的瞬间,分子是处于S0的稳定结构的,也就是说此时,分子的结构可以通过基态结构优化得到。然后基于这个结构去计算T1:
计算“S0到T1的跃迁”,有两种可选的方式:
1,基态使用Scalar相对论计算、激发态通过微扰的方法考虑自旋-轨道耦合,参数设置如下:
2,基态计算考虑自旋-轨道耦合、激发态精确地考虑自旋-轨道耦合,参数设置如下:
这两种方式,后者精确度更高,但前者可以计算自旋轨道耦合矩阵元。 后者计算得到的跃迁几率非常小(例如0.0000001以下)的激发态,并且三个激发态能量很接近,这就是对应的T1态劈裂开的3个激发态,具体可以参考三重态的劈裂。 前者得到的三个态能量完全一样,不能处理三重态的劈裂问题。
二,光发射
第一步:优化T1几何结构,可以采用nonrels-t相同的方式,一般可以忽略自旋轨道耦合。也可以将Relativity设置为Scalar,部分地考虑相对论效应(此时自旋、轨道角动量仍然没有耦合,仍然存在标准的单重态、三重态的概念)。
第二步:计算T1到S0的跃迁:
参数设置与“光吸收”完全一致,唯一的差别:此时的几何结构采用上一步优化得到的几何结构!计算得到的S0到T1的跃迁数据,其实就是T1到S0的跃迁数据!
发射谱的计算,参考: