用户工具

站点工具

本页面的其他翻译:
  • zh

adf:relativity

这是本文档旧的修订版!


相对论中Scalar与Spin-Orbit的区别

在ADF模块的Main面板设置中,有一项Relativity的设置,有三个选项:None、Scalar、Spin-Orbit。

None,非相对论。哈密顿量也就是我们在教科书上见到的Kohn-Sham方程的形式。

Scalar,标量相对论。在物理定性理解上,可以认为是只考虑了相对论对哈密顿量中的动能项有影响。形式与非相对论仍然是相似的。在ADF的Main菜单设置了Scalar,那么计算激发态的时候,就要用Spin-Orbit(Perterbative),也就是说,激发态里面要考虑旋轨耦合,只能使用微扰的方式。

Spin-Orbit,旋轨耦合。此时波函数不再是一个函数,而是一个矢量,或者说是一个向量,向量中每个元素是一个波函数。从物理定性上理解,可以认为考虑了相对论对哈密顿量中的动能项有影响,同时也考虑了电子的自旋角动量和轨道角动量之间的耦合(也就是所谓的旋轨耦合、SOC,这个耦合大部分情况下都很小)。那么计算激发态的时候,就要用Spin-Orbit(SCF),而不能使用Spin-Orbit(Perterbative)。

这种耦合,对于磷光现象而言,是至关重要的,如果没有这种耦合,磷光现象就不会存在于世上——因为三重态与单重态之间的跃迁偶极矩将永远为0,属于禁阻跃迁;自旋角动量-轨道角动量的耦合,使得跃迁偶极矩能够不为0,从而让三重态-单重态之间的跃迁不再是禁阻跃迁(但此时,单/三重态不再是严格的单/三重态),也就有了磷光现象。

这种耦合,也是所谓“零场劈裂”的必要条件。对于Scalar来说,得到的是与非相对论一样的形式,有所谓单重态、三重态的概念,单重态电子总自旋为0,三重态电子总自旋为1(即1/2+1/2,两个电子未配对)。而对于Spin-Orbit来说,得到的电子态的描述,既不是单重态也不是三重态,而是一个“混合”状态。原先的三重态,也真正变成了三个能量略有差别的三个态,旋轨耦合越大,这个能量差别越大,也就是零场劈裂越显著,反之亦然。

如果要考虑相对论的片段分析,那么应使用Main > Relativity > Scalar。目前ADF不支持Spin-Orbit的片段功能。

adf/relativity.1483936031.txt.gz · 最后更改: 2017/01/09 12:27 由 liu.jun

© 2014-2022 费米科技(京ICP备14023855号