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adf:transitiondipolemoment

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adf:transitiondipolemoment [2019/12/08 12:32] – [如何查看跃迁偶极矩？] liu.junadf:transitiondipolemoment [2022/10/21 17:06] (当前版本) – liu.jun
行 1: 行 1:
 ======如何查看跃迁偶极矩？====== ======如何查看跃迁偶极矩？======
 +=====一、非相对论、Scalar相对论的跃迁偶极矩=====
 **如果不考虑旋轨耦合，跃迁偶极矩查看，参考：[[adf:nto#跃迁偶极矩]]** **如果不考虑旋轨耦合，跃迁偶极矩查看，参考：[[adf:nto#跃迁偶极矩]]**
-如果是用pSOC-TDDFT，需要有这些概念： 
  
-  - 如果旋轨耦合为0，那么存在严格的单重态、三重态； +=====二、Spin-Orbit(SCF)的跃迁偶极矩=====
-  - 如果考虑旋轨耦合，那么实际上不存在单重态、三重态的概念，因为这时候自旋角动量已经不守恒了，不会有一个本征值的，那么直观的结果就是：某一个激发态可能99.99%的组分是三重态，剩下的组分是单重态； +
-  - p是微扰的意思，SOC是当作微扰来处理的，所以有微扰前的结果，也有微扰后的结果+
  
 +跃迁偶极矩，并非激发态的偶极矩。激发态的偶极矩，是指根据激发态的电子分布得到的偶极矩。可以认为是偶极算符左乘以激发态、右乘以激发态，而跃迁偶极矩，则一边乘以激发态，一边乘以基态。
  
-=====因此=====+设置方式：AMSinput > Main > Relativity设置为spin－orbit，同时AMSinput > Properties > Excitations(UV/VIS),CD > Type of excitations: Spin－Orbit(SCF)。这种算法，基态的电子轨道已经考虑了SOC，激发态也自然考虑了SOC。
  
-output窗口Response Properties下拉菜单里面有All Singlet-Singlet Excitation Energeis、All Singlet-Triplet Excitation Energies 、 All Spin-Orbit Coupling Excitation Energies。+  * 优点：精度比pSOC－TDDFT高 
 +  * 缺点：区分不出谁是单重态、三重态了。因为这个时候，精确地考虑旋轨耦合，已经没有三重态的概念了。 
 + 
 +计算完毕，在out文件中搜索“Transition dipole moments mu”即可看到各个激发态的跃迁偶极矩。 
 + 
 +=====三、Spin-Orbit(Purterbative)的跃迁偶极矩===== 
 +如果是用Spin-Orbit(Purterbative)，需要有这些概念： 
 + 
 +  - 如果旋轨耦合为0，那么存在严格的单重态、三重态； 
 +  - 如果考虑旋轨耦合，那么实际上不存在单重态、三重态的概念，因为这时候自旋角动量已经不守恒了，不会有一个本征值的，那么直观的描述就是：某一个激发态可能99.99%的组分是三重态，剩下的组分是单重态； 
 +  - Purterbative是微扰的意思，SOC是当作微扰来处理的，所以激发态有微扰前的结果，也有微扰后的结果，因此output窗口Response Properties下拉菜单里面有All Singlet-Singlet Excitation Energeis（微扰前）、All Singlet-Triplet Excitation Energies（微扰前）、 All Spin-Orbit Coupling Excitation Energies（微扰后）。
  
 ====也就是说==== ====也就是说====
 在out文件里面，先列出了在不考虑旋轨耦合这个“微扰”的情况下,单重态激发能（默认计算10个S态）、三重态激发能（默认计算10个T态），然后列出考虑旋轨耦合微扰后的激发能（这时候，就有40个激发态了，因为10个单重态、以及三重简并的10个三重态由于旋轨耦合的原因，简并的情况消失了，分裂成30个态，所以总共40个态。在计算旋轨耦合矩阵元的时候，还会列出S0态，激发能为0。因此总共41个态）。 在out文件里面，先列出了在不考虑旋轨耦合这个“微扰”的情况下,单重态激发能（默认计算10个S态）、三重态激发能（默认计算10个T态），然后列出考虑旋轨耦合微扰后的激发能（这时候，就有40个激发态了，因为10个单重态、以及三重简并的10个三重态由于旋轨耦合的原因，简并的情况消失了，分裂成30个态，所以总共40个态。在计算旋轨耦合矩阵元的时候，还会列出S0态，激发能为0。因此总共41个态）。
  
-微扰之后的激发能和微扰前的激发能，当然有微弱差异。至于它的主要组分是三重态还是单重态？Response Properties > All Spin-Orbital Coupling Excitation Energies, 回滚进度条可以看到。+微扰之后的激发能和微扰前的激发能，当然有微弱差异。至于它的主要组分是三重态还是单重态？Response Properties > All Spin-Orbital Coupling Excitation Energies，**回滚进度条可以看到“Major single group excitation contributions for the above excitations”，列出了所有激发态的组分单三重态属性。**
  
-=====跃迁偶极矩=====+====如何查看跃迁偶极矩？==== 
 +计算完毕，在out文件中搜索“Transition dipole moments mu”即可查看。但与前面两种情况不同，这种情况下，会有两处提供跃迁偶极矩（当然如果有N个不可约表示，则有2N处）： 
 +  - Response Properties → All Singlet-Singlet Excitation Energeis，这是微扰前的S → S激发，因此有相关的跃迁偶极矩 
 +  - Response Properties → All Spin-Orbit Coupling Excitation Energies，这是考虑SOC微扰后，所有激发态的跃迁偶极矩 
 +  - Response Properties → All Singlet-Triplet Excitation Energies，这是微扰前的S → T激发，属于禁阻跃迁，跃迁偶极矩严格为0，因此不再列出。
  
-跃迁偶极矩，并非激发态的偶极矩。激发态的偶极矩，是指根据激发态的电子分布得到的偶极矩。可以认为是偶极算符左乘以激发态、右乘以激发态，而跃迁偶极矩，则一边乘以激发态，一边乘以基态。+=== S → S 的跃迁偶极矩范例：=== 
 +<code> 
 +************************************************************************** 
 +*****  STARTING CALCULATION OF SINGLET-SINGLET EXCITATION ENERGIES  ****** 
 +**************************************************************************
  
-那么如果考虑自旋轨道耦合还能算出跃迁偶极矩吗？可以。但不能用微扰的方式……也就是不能用pSOC-TDDFT，而要用SOC-TDDFT，也就是ADFinput > Main > Relativity设置为spin－orbit，同时ADFinput > Properties > Excitations(UV/VIS),CD > Type of excitations: Spin－Orbit(SCF)。+………………省略…………
  
-  * 优点：精度比pSOC－TDDFT高 + Symmetry A     
-  * 缺点：区分不出谁是单重态、三重态了。因为这个时候，精确地考虑旋轨耦合，已经没有三重态的概念了。+ 
 + Excitation energies E in a.u. and eV, dE wrt prev. cycle, 
 + oscillator strengths f in a.u. 
 + 
 + no.  E/a.u.        E/eV      f           dE/a.u. 
 + ----------------------------------------------------- 
 +   1 0.25458      6.9275     0.43011E-01  0.35E-12 
 +   2 0.30992      8.4333     0.10607      0.31E-11 
 +   3 0.34436      9.3705     0.72006E-08  0.78E-12 
 +   4 0.41288      11.235     0.67542E-01  0.54E-09 
 +   5 0.51364      13.977     0.27834      0.38E-09 
 +   6 0.64137      17.452     0.12675      0.66E-11 
 +   7 0.87617      23.842     0.17515      0.25E-10 
 +   8 0.88779      24.158     0.23230E-05  0.17E-09 
 +   9 0.91733      24.962     0.27154E-02  0.22E-08 
 +  10 0.96710      26.316     0.12752E-01  0.16E-09 
 +  
 + Transition dipole moments mu (x,y,z) in a.u. 
 + (weak excitations are not printed) 
 + 
 + no.  E/eV          f                       mu (x,y,z) 
 + ------------------------------------------------------------------ 
 +   1  6.9275     0.43011E-01  0.49446      0.41934E-02 -0.94378E-01 
 +   2  8.4333     0.10607     -0.77631E-01  0.60267     -0.37963     
 +   4  11.235     0.67542E-01 -0.75874E-01 -0.26783     -0.40975     
 +   5  13.977     0.27834     -0.13805     -0.48782     -0.74554     
 +   6  17.452     0.12675     -0.58920E-01  0.45794     -0.28855     
 +   7  23.842     0.17515     -0.53786     -0.44572E-02  0.10269     
 +   9  24.962     0.27154E-02  0.73633E-02 -0.56167E-01  0.35088E-01 
 +  10  26.316     0.12752E-01  0.15099E-01 -0.11857      0.74103E-01 
 +</code> 
 + 
 +以上以“STARTING CALCULATION OF SINGLET-SINGLET EXCITATION ENERGIES”开头，表示在计算S → S激发，然后列出N个激发态的激发能，以及N个激发态对应的跃迁偶极矩。 
 + 
 + 
 +=== SOC微扰后所有激发态的跃迁偶极矩范例：=== 
 +<code> 
 + 
 +************************************************************************** 
 +*                                                                        * 
 +*   Final excitation energies with spin-orbit coupling effect            * 
 +*                                                                        * 
 +************************************************************************** 
 + 
 +    Total number of excitations printed     =   40                     
 +    The energy shift        =  0.20000                                   
 +    The lower energy limit  =  0.96710                                   
 +    The high energy limit   =  1.16710                                 
 + 
 + 
 + Symmetry A     
 + 
 + Excit. no.:  41    Matrix dim.:  40    Total dim.:  40 
 +  The ground state energy correction:     0.00000 a.u.    -0.00002 eV 
 + 
 + Excitation energies E under spin-orbital coupling in a.u. and eV 
 + Excitation energies include ground state energy correction 
 + 
 + no.    E/a.u.    E/eV          f 
 + ---------------------------------------- 
 +   1    0.0000    0.0000     0.000     
 +   2    0.2331    6.3417    0.1139E-14 
 +   3    0.2331    6.3417    0.8270E-06 
 +   4    0.2331    6.3417    0.1932E-05 
 +   5    0.2546    6.9274    0.4301E-01 
 +   6    0.2851    7.7571    0.2622E-14 
 +   7    0.2851    7.7571    0.1003E-05 
 +   8    0.2851    7.7571    0.4826E-05 
 +   9    0.3099    8.4333    0.1061     
 +  10    0.3290    8.9534    0.1251E-06 
 +  11    0.3290    8.9534    0.8537E-06 
 +  12    0.3290    8.9534    0.2152E-05 
 +  13    0.3444    9.3704    0.6930E-08 
 +  14    0.3765   10.2463    0.2106E-07 
 +  15    0.3765   10.2463    0.1624E-05 
 +  16    0.3765   10.2463    0.6967E-12 
 +  17    0.4129   11.2350    0.6754E-01 
 +  18    0.4773   12.9877    0.5684E-14 
 +  19    0.4773   12.9877    0.1292E-06 
 +  20    0.4773   12.9877    0.2348E-06 
 +  21    0.5136   13.9768    0.2783     
 +  22    0.5574   15.1684    0.2610E-14 
 +  23    0.5574   15.1684    0.1945E-09 
 +  24    0.5574   15.1684    0.1484E-05 
 +  25    0.6414   17.4525    0.1268     
 +  26    0.8340   22.6933    0.4675E-08 
 +  27    0.8340   22.6933    0.4727E-12 
 +  28    0.8340   22.6933    0.2021E-07 
 +  29    0.8711   23.7043    0.4588E-03 
 +  30    0.8711   23.7047    0.1439E-08 
 +  31    0.8711   23.7047    0.4748E-13 
 +  32    0.8743   23.7909    0.6443E-03 
 +  33    0.8743   23.7911    0.3909E-09 
 +  34    0.8743   23.7912    0.1187E-08 
 +  35    0.8762   23.8424    0.1740     
 +  36    0.8878   24.1580    0.2334E-05 
 +  37    0.9116   24.8049    0.1507E-05 
 +  38    0.9116   24.8050    0.2706E-06 
 +  39    0.9116   24.8050    0.3265E-10 
 +  40    0.9173   24.9621    0.2714E-02 
 +  41    0.9671   26.3162    0.1275E-01 
 + 
 + Transition dipole moments mu (x,y,z) in a.u. 
 + (weak excitations are not printed) 
 + 
 + Symmetry  A 
 + 
 + no.  E/eV          f           Re mu (x,y,z)                          Im mu (x,y,z) 
 + ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
 +   3  6.3417     0.82703E-06 -0.35334E-03 -0.12481E-02 -0.19080E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +   4  6.3417     0.19321E-05  0.38167E-03 -0.29665E-02  0.18681E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +   5  6.9274     0.43006E-01 -0.49444     -0.41951E-02  0.94373E-01   0.0000       0.0000       0.0000     
 +   7  7.7571     0.10027E-05  0.35180E-03  0.12428E-02  0.18994E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +   8  7.7571     0.48265E-05  0.49499E-02  0.42130E-04 -0.94491E-03   0.0000       0.0000       0.0000     
 +   9  8.4333     0.10606      0.77630E-01 -0.60266      0.37963       0.0000       0.0000       0.0000     
 +  10  8.9534     0.12514E-06 -0.74192E-03 -0.63633E-05  0.14155E-03  0.24350E-08   0.0000     -0.46457E-09 
 +  11  8.9534     0.85370E-06 -0.21341E-03  0.16596E-02 -0.10451E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  12  8.9534     0.21519E-05  0.47973E-03  0.16934E-02  0.25908E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  13  9.3704     0.69300E-08  0.12608E-03  0.11910E-03  0.10286E-04   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  14  10.246     0.21057E-07  0.28448E-03  0.25437E-05 -0.54286E-04 -0.20522E-08   0.0000      0.39152E-09 
 +  15  10.246     0.16238E-05  0.27552E-03 -0.21391E-02  0.13479E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  17  11.235     0.67541E-01 -0.75874E-01 -0.26783     -0.40974       0.0000       0.0000       0.0000     
 +  19  12.988     0.12916E-06 -0.62581E-03 -0.53642E-05  0.11937E-03 -0.39204E-08   0.0000      0.74770E-09 
 +  20  12.988     0.23482E-06 -0.93169E-04  0.72235E-03 -0.45552E-03   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  21  13.977     0.27834     -0.13805     -0.48782     -0.74553       0.0000       0.0000       0.0000     
 +  24  15.168     0.14836E-05 -0.30600E-03 -0.10809E-02 -0.16523E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  25  17.452     0.12675     -0.58920E-01  0.45794     -0.28855       0.0000       0.0000       0.0000     
 +  28  22.693     0.20215E-07  0.21158E-04 -0.16024E-03  0.10116E-03   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  29  23.704     0.45882E-03 -0.27608E-01 -0.22825E-03  0.52712E-02   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  32  23.791     0.64430E-03  0.32657E-01  0.27029E-03 -0.62351E-02 -0.10547E-08   0.0000      0.20138E-09 
 +  35  23.842     0.17405     -0.53616     -0.44379E-02  0.10237       0.0000       0.0000       0.0000     
 +  36  24.158     0.23340E-05 -0.19608E-02 -0.17659E-03  0.25985E-03   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  37  24.805     0.15072E-05 -0.17478E-03  0.13274E-02 -0.82924E-03   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  38  24.805     0.27062E-06 -0.65545E-03 -0.54731E-05  0.12516E-03   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  40  24.962     0.27145E-02 -0.73594E-02  0.56161E-01 -0.35078E-01   0.0000       0.0000       0.0000     
 +  41  26.316     0.12752E-01  0.15099E-01 -0.11857      0.74103E-01   0.0000       0.0000       0.0000    
  
-pSOC也还是列出了一个类似如下的内容： + no.  E/eV          f           |mu| (x,y,z) 
-<code bash> + ---------------------------------------------------------------- 
-First order spin-orbit coupled S0-T1 excitation E/eV =     2.33217 +   3  6.3417     0.82703E-06  0.35334E-03  0.12481E-02  0.19080E-02 
- transition dipole moment mu(x,y,z)             oscillator strength f    tau/s +   4  6.3417     0.19321E-05  0.38167E-03  0.29665E-02  0.18681E-02 
- ------------------------------------------------------------------------------------ +   5  6.9274     0.43006E-01  0.49444      0.41951E-02  0.94373E-01 
-    T1_X  0.37346E-01 -0.45688E-01 -0.65236E-03          0.19898E-03      0.21294E-04 +   7  7.7571     0.10027E-05  0.35180E-03  0.12428E-02  0.18994E-02 
-    T1_Y  0.15461     -0.36837E-01  0.16311E-01          0.14585E-02      0.29052E-05 +   8  7.7571     0.48265E-05  0.49499E-02  0.42130E-04  0.94491E-03 
-    T1_Z  0.46703E-01 -0.23484E-01  0.57679E-02          0.15804E-03      0.26811E-04+   9  8.4333     0.10606      0.77630E-01  0.60266      0.37963     
 +  10  8.9534     0.12514E-06  0.74192E-03  0.63633E-05  0.14155E-03 
 +  11  8.9534     0.85370E-06  0.21341E-03  0.16596E-02  0.10451E-02 
 +  12  8.9534     0.21519E-05  0.47973E-03  0.16934E-02  0.25908E-02 
 +  13  9.3704     0.69300E-08  0.12608E-03  0.11910E-03  0.10286E-04 
 +  14  10.246     0.21057E-07  0.28448E-03  0.25437E-05  0.54286E-04 
 +  15  10.246     0.16238E-05  0.27552E-03  0.21391E-02  0.13479E-02 
 +  17  11.235     0.67541E-01  0.75874E-01  0.26783      0.40974     
 +  19  12.988     0.12916E-06  0.62581E-03  0.53642E-05  0.11937E-03 
 +  20  12.988     0.23482E-06  0.93169E-04  0.72235E-03  0.45552E-03 
 +  21  13.977     0.27834      0.13805      0.48782      0.74553     
 +  24  15.168     0.14836E-05  0.30600E-03  0.10809E-02  0.16523E-02 
 +  25  17.452     0.12675      0.58920E-01  0.45794      0.28855     
 +  28  22.693     0.20215E-07  0.21158E-04  0.16024E-03  0.10116E-03 
 +  29  23.704     0.45882E-03  0.27608E-01  0.22825E-03  0.52712E-02 
 +  32  23.791     0.64430E-03  0.32657E-01  0.27029E-03  0.62351E-02 
 +  35  23.842     0.17405      0.53616      0.44379E-02  0.10237     
 +  36  24.158     0.23340E-05  0.19608E-02  0.17659E-03  0.25985E-03 
 +  37  24.805     0.15072E-05  0.17478E-03  0.13274E-02  0.82924E-03 
 +  38  24.805     0.27062E-06  0.65545E-03  0.54731E-05  0.12516E-03 
 +  40  24.962     0.27145E-02  0.73594E-02  0.56161E-01  0.35078E-01 
 +  41  26.316     0.12752E-01  0.15099E-01  0.11857      0.74103E-01
 </code> </code>
-这是怎么回事呢？这里仅仅列出了S0-T1 的跃迁偶极矩，而且是0级微扰的结果。+以上，以“Final excitation energies with spin-orbit coupling effect ”开头表示下面是SOC微扰后的结果，首先列出N个激发态的激发能、振子强度，然后列出激发能、跃迁偶极矩（包括实部Re mu (x,y,z)共三列、虚部IM mu (x,y,z)共三列），然后列出N个激发态的激发能、振子强度、跃迁偶极矩的模共三列。
adf/transitiondipolemoment.1575779548.txt.gz · 最后更改: 2019/12/08 12:32 由 liu.jun

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