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adf:hyperpolarization

计算静态极化率α与非线性光学性质β、γ

前言

分子受光照射后均将发生光频电极化现象,分子产生感生偶极矩,能量成为外电场对函数。能量对均匀外电场F进行泰勒展开得到:

其中,$μ_0$为无外场下的偶极矩,α、β、γ为极化率(一阶极化系数,线性极化率)、二阶非线性极化率(即一阶超极化率)和三阶非线性极化率(即二阶超极化率)。

ADF能够直接地计算出分子的线性、二次非线性微观极化系数,也就是极化率和第一超极化率。本文以超极化率为例。

建模的操作,参考:AMS软件建模教程。结构优化参考:如何优化分子的几何结构如何有效地对大分子进行结构优化如何进行限制性结构优化等。

非线性光学性质β、γ的数值,因为属于高阶响应性质,因此键长、方法、积分精度、基组稍有不同,就能带来很大的扰动。因此建议同类分子在相同计算参数下,定性比较。另外,α、β、γ各分量的值与坐标系是密切相关的,不同的坐标系,得到的值不一样。但是α的模则与坐标系无关,不同坐标系下,其模保持不变。β、γ也有各自的不变量。

例如对于β,

hyperpol004.jpg

其中,μ为偶极矩,$β_0$与$β_μ$均与坐标系无关,但$β_{ijk}$则随坐标系而有所不同,正负也可能不一样。

案例

单位

ADF输出的数据单位为a.u.

  • α: 1 a.u. = 0.14818 x 10$^{-24}$ esu
  • β: 1 a.u. = 8.641 x 10$^{-33}$ esu
  • γ: 1 a.u. = 5.0367 x 10$^{-40}$ esu
adf/hyperpolarization.txt · 最后更改: 2020/02/26 12:11 由 liu.jun

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