AMS在有机发光显示材料中的应用

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概述 由于智能手机电子屏等巨大市场规模,OLED材料和有机电子学是一个非常活跃的研究和工业发展领域。有机发光显示材料的研究是一个综合性的系统工程问题,有分子层面的问题,也有工艺等等层面的问题。在分子层面,电子的激发形成激子、载流子的迁移、分子激发态的内部转换以及发光过程,目前已经有相当完善的理论研究方法和工具。 ADF模块具有一些独特的工具来模拟这些分子水平上的过程问题,如电荷传输、激子耦合和发光效率等。对优化有机电致发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)、光伏电池(PV和OPV)和染料敏化太阳能电池(DSSC)等有机电子器件中的材料性能而言,这些分子过程非常重要。 AMS提供的模型和工具 材料结构与电子结构 通过ZORA、X2C方法精确考虑相对论自旋轨道耦合效应 包含最新的色散修正泛函,以及高精度泛函,准确预测分子结构以及分子间作用 使用高精度STO/NO基,优化分子晶体结构 分子能级与轨道 带电场、溶剂环境的表面-分子相互作用 大体系高效激发态计算 单重激发态能量Sn 三重激发态能量Tn 自然跃迁轨道NTO ΔEST、重整能 激发态结构优化与频率计算 势能面最低交叉点MECP 磷光、荧光辐射跃迁寿命 聚集诱导发光 包括QMMM在内,DFT、半经验量子化学方法、力场的多尺度方法 考虑色散修正的分子晶体、团簇结构优化 多尺度方法TDDFT进行Sn、Tn激发态计算 多尺度方法的激发态振动频率计算 分子间载流子迁移速率、转移积分 激发态动力学 自旋轨道耦合矩阵元SOCME,ZORA、X2C方法更加精确、高效 Franck-Condon因子、Huang–Rhys因子,及其多尺度计算 分析转动、振动模式对Huang–Rhys因子、系间窜跃、内转换与发光的影响 (逆向)系间窜跃速率、内转换速率、辐射跃迁速率 发光量子产率PLQY、外部量子效率EQE AMS发展展望 2020年起,荷兰SCM公司与Simbeyond公司合作开发第一款完全集成的OLED多尺度仿真平台,结合两家荷兰公司在工业有机器件和原子级学术模拟中的优势,实现跨越分子到器件的工业研究, 目前已经开发出OLED材料数据库与流程化模拟脚本。(相关技术资料2022版) 其他参考资料: 有机电子学模拟讲义I 有机电子学模拟讲义II OLED相关墙报 有机电子学领域文章合集 特邀文集 中文教程库 立即试用AMS http://www.scm.com/free-trial 研究实例 实例1:无重元素高效持久室温磷光分子 Indranil Bhattacharjee, Shuzo Hirata Highly Efficient Persistent Room‐Temperature Phosphorescence from Heavy Atom‐Free […]

ADF-分子与团簇的DFT计算

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概述 ADF 是世界上最早的 DFT 计算软件,计算功能非常完善、全面,建模、分析用户界面对初学者非常友好,节点内、跨节点并行计算效率非常高效。 一般功能:电子与结构、谱学与非线性光学性质、化学反应、热力学性质、溶剂化效应等,并包括高精度GW方法精确计算分子解离能与亲和势。 光学材料:零场劈裂、激发态辐射速率与寿命、系间窜跃、自旋轨道耦合,高精度GW方法精确计算ΔES-T。为OLED器件模拟软件Bumblebee提供原子层级模拟数据输入,辅助OLED器件模拟。 重元素与配合物:重元素体系研究必备工具,包含高精度相对论方法ZORA、X2C,完善的轨道成分分析、以及最流行的化学键分析方法EDA-NOCV、IQA等。 功能列表 效率优势: 支持节点内、跨节点高效并行计算,对较大体系,千核并行也能达到非常高加速比 支持大体系计算,例如大体系吸收光谱 普通工作站,甚至台式机就可以计算几百原子的规模的TDDFT性质 方法优势: 精确相对论方法计算自旋-轨道耦合,擅长过渡金属、重元素体系,磷光与系间窜跃 限制性开壳层分子计算,及其 TDDFT 计算 GW方法(支持自旋轨道耦合):(G0W0、evGW、G3W2)方法精确计算 IP 与 EA、GW-BSE 方法精确计算 S0-T1 能隙 RPA近似:sigma-functional 泛函更新换代迅速(ADF 泛函列表),及时引入最新的重要泛函,例如 r2SCAN-3c、TASKxc、TASKCC、D4(EEQ) 色散修正等 高精度 STO 基组:对于重元素的电子轨道计算,其他基组很容易出现定性错误(例如轨道组分不正确),ADF 可靠性久经考验 QTAIM 与 Conceptual DFT,Constrained DFT,FDE 方法,收缩变分 DFT(CV(n)-DFT)用于单重态-三重态激发的计算(该功能不像普通的TDDFT那样被电荷转移激发所困扰)、配体场DFT(LFDFT)对 d → d和f → d电子转移的情况,令计算结果更可靠),基于LFDFT的 ESR g-张量双峰、XMCD 计算、DIM/QM(DRF 梯度) QM/MM与多尺度方法 功能列表: 能级分析 分子轨道MO投影到碎片轨道SFO、SFO可视化 分子能级与片段能级之间的关系 键合分析 […]

 
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