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adf:uv_soc

紫外可见吸收谱与自然跃迁轨道NTO、辐射跃迁寿命、跃迁偶极矩(相对论旋轨耦合:Spin-Orbit)

本文使用AMS2019.301完成计算。注意:这里是以$S_0$跃迁为例,如果是计算三重激发态到S0的跃迁,参数设置是类似的,只是分子的结构,应该采用该激发态结构优化成功之后的结构。那么得到的$S_0 → T_i$的数据,实际上就是$T_i → S_0$的数据。在本方法中,SOC被严格地考虑到基态、激发态中,因此此时三重态、单重态的概念实际上已经不严格成立,具体理解,参考相对论中Scalar与Spin-Orbit的区别。因此在激发态列表(如下文中)中,无法看出哪个是三重态,哪个是单重态。因此建议与使用微扰方法考虑SOC的算法(参考紫外可见吸收谱与自然跃迁轨道NTO、辐射跃迁寿命、跃迁偶极矩(相对论:Scalar))做对比,通过激发态能量排序信息找到对应的三重态、单重态,从而得到想要的具体某个态的数据。最明显的对照方法,是将整个分子作为一个碎片,将微扰论方法计算结果的t21文件作为碎片t21文件,进行计算,如此态与态的对照关系更为清晰,具体参考:如何得到标量相对论轨道与旋轨耦合相对论轨道之间的对应关系(SR vs. SO)

参数设置

注意,激发态数目实际上是吸收峰的数目,但是计算的时候,是从最长波区域往短波区域计算。因此,激发态数目影响到短波区域的峰数量、峰形。数目本身不太影响计算效率,但是对内存需求剧烈增加,一般较大的分子无法计算超过100个激发态,否则对内存的需求将达到T的量级。

结果查看

激发能

ADF LOGO > Output > All SPIN-POLARIZED excitation energies:显示计算得到的,考虑自旋轨道耦合的激发态:

 All SPIN-POLARIZED excitation energies

 no.     E/a.u.        E/eV      f           tau/s        Symmetry
 ------------------------------------------------------------------
   1:     0.07997      2.17621   0.5854E-09    8.313      A           
   2:     0.07997      2.17622   0.7573E-09    6.426      A           
   3:     0.07998      2.17628   0.2595E-06   0.1875E-01  A           
   4:     0.10665      2.90210   0.4151E-03   0.6593E-05  A           
   5:     0.16029      4.36168   0.1345E-09    9.007      A           
   6:     0.16029      4.36169   0.8559E-09    1.415      A           
   7:     0.16029      4.36172   0.2302E-07   0.5262E-01  A           
   8:     0.23884      6.49909   0.1085E-05   0.5027E-03  A           
   9:     0.23884      6.49911   0.2556E-08   0.2135      A           
  10:     0.23884      6.49912   0.4136E-08   0.1319      A           
  11:     0.25647      6.97898   0.2472E-10               A           
  12:     0.25647      6.97898   0.3708E-07   0.1276E-01  A           
  13:     0.25647      6.97899   0.7519E-06   0.6292E-03  A           
  14:     0.26528      7.21866   0.3270E-01   0.1353E-07  A           
  15:     0.27063      7.36426   0.9719E-02   0.4372E-07  A           
  16:     0.29260      7.96209   0.3228E-07   0.1126E-01  A           
  17:     0.29260      7.96209   0.2545E-06   0.1429E-02  A           
  18:     0.29260      7.96210   0.6772E-06   0.5368E-03  A           
  19:     0.30725      8.36082   0.5445E-01   0.6054E-08  A           
  20:     0.31826      8.66039   0.1441E-02   0.2133E-06  A           
  21:     0.33543      9.12750   0.2771E-08   0.9985E-01  A           
  22:     0.33543      9.12750   0.2576E-06   0.1074E-02  A           
  23:     0.33543      9.12751   0.1942E-06   0.1424E-02  A           
  24:     0.33685      9.16614   0.7936E-10               A           
  25:     0.33685      9.16614   0.4876E-06   0.5625E-03  A           
  26:     0.33685      9.16615   0.2078E-06   0.1320E-02  A           
  27:     0.35925      9.77561   0.3042E-01   0.7926E-08  A           
  28:     0.36683      9.98188   0.1562       0.1481E-08  A           
  29:     0.37047     10.08103   0.8185E-09   0.2770      A           
  30:     0.37047     10.08104   0.1783E-05   0.1272E-03  A           
  31:     0.37047     10.08104   0.1153E-04   0.1966E-04  A           
  32:     0.38172     10.38719   0.9686E-01   0.2205E-08  A           
  33:     0.42053     11.44319   0.1740E-09    1.012      A           
  34:     0.42053     11.44319   0.4048E-06   0.4348E-03  A           
  35:     0.42053     11.44319   0.9003E-06   0.1955E-03  A           
  36:     0.43445     11.82196   0.4460E-05   0.3697E-04  A           
  37:     0.43445     11.82196   0.1844E-06   0.8941E-03  A           
  38:     0.43445     11.82196   0.1722E-06   0.9575E-03  A           
  39:     0.43523     11.84330   0.4239E-01   0.3876E-08  A           
  40:     0.44693     12.16156   0.2100E-05   0.7420E-04  A           

 tau: electric dipole radiative lifetime (in seconds)

其中tau为激发态的辐射跃迁寿命,其倒数为辐射跃迁速率。至于是荧光还是磷光的辐射跃迁寿命,则取决于分子结构是T1态还是S1态优化得到。上述有效数据,对应地也只有S1、T1数据有效。

由于是纯自旋轨道耦合计算,因此无法区分谁是单重态,谁是三重态。和紫外可见吸收谱与自然跃迁轨道NTO、辐射跃迁寿命、跃迁偶极矩(相对论:Scalar)的结果对照,应该可以区分出来。

跃迁偶极矩

搜索“Transition dipole moments mu”可以看到激发态跃迁偶极矩(先列出跃迁偶极矩的实部、虚部,然后列出模)的模:

 no.  E/eV          f           |mu| (x,y,z)
 --------------------------- --------------------------------------
   2  2.1762     0.75729E-09  0.10224E-03  0.47533E-04  0.38618E-04
   3  2.1763     0.25952E-06  0.11372E-02  0.17875E-02  0.61579E-03
   4  2.9021     0.41506E-03  0.29346E-01  0.53688E-02  0.70339E-01
   7  4.3617     0.23022E-07  0.17812E-03  0.33427E-04  0.42731E-03
   8  6.4991     0.10853E-05  0.15465E-02  0.19458E-02  0.79891E-03
   9  6.4991     0.25560E-08  0.49003E-04  0.88056E-05  0.11651E-03
  10  6.4991     0.41361E-08  0.61558E-04  0.11104E-04  0.14854E-03
  12  6.9790     0.37079E-07  0.43030E-03  0.21404E-04  0.17674E-03
  13  6.9790     0.75194E-06  0.12191E-02  0.16635E-02  0.37975E-03
  14  7.2187     0.32699E-01  0.16536      0.31185E-01  0.39570    
  15  7.3643     0.97194E-02  0.13936      0.17104      0.72062E-01
  16  7.9621     0.32279E-07  0.16051E-03  0.35093E-04  0.37213E-03
  17  7.9621     0.25447E-06  0.61327E-03  0.90585E-03  0.32841E-03
  18  7.9621     0.67721E-06  0.13663E-02  0.10862E-02  0.65209E-03
  19  8.3608     0.54452E-01  0.28856      0.39953      0.15147    
  20  8.6604     0.14406E-02  0.31527E-01  0.55814E-02  0.75925E-01
  22  9.1275     0.25760E-06  0.28171E-03  0.45896E-04  0.10346E-02
  23  9.1275     0.19421E-06  0.42268E-03  0.88250E-05  0.83050E-03
  25  9.1661     0.48762E-06  0.93246E-03  0.10952E-02  0.32012E-03
  26  9.1662     0.20785E-06  0.73721E-03  0.50453E-03  0.35710E-03
  27  9.7756     0.30425E-01  0.12480      0.18699E-01  0.33333    
  28  9.9819     0.15616      0.67290      0.31091      0.29851    
  30  10.081     0.17834E-05  0.10062E-02  0.19059E-03  0.24844E-02
  31  10.081     0.11532E-04  0.61368E-02  0.14780E-02  0.26164E-02
  32  10.387     0.96860E-01  0.10308      0.60170      0.89183E-01
  34  11.443     0.40476E-06  0.45543E-03  0.98463E-04  0.11075E-02
  35  11.443     0.90028E-06  0.69744E-03  0.16437E-02  0.15163E-03
  36  11.822     0.44601E-05  0.33221E-02  0.14621E-02  0.14917E-02
  37  11.822     0.18442E-06  0.60771E-03  0.32745E-03  0.40027E-03
  38  11.822     0.17221E-06  0.29910E-03  0.46191E-04  0.70921E-03
  39  11.843     0.42385E-01  0.33040      0.12459      0.14625    
  40  12.162     0.20999E-05  0.16694E-02  0.19400E-02  0.70492E-03

图谱

列表中每一行,对应吸收峰的一个峰,点击将显示该吸收峰的来源。

  • 计算有机物的紫外可见吸收谱,往往使用B3LYP能得到很好的结果,但该泛函不适用于多金属中心体系
  • 选择菜单栏Axes - Molar Adsorption Coefficient,将显示摩尔吸收系数
  • 横坐标单位为Hartree,点击菜单栏Axes - Horizontal Unit - nm可以修改为nm,但是注意横坐标不要出现负值,否则转换的时候会报错
  • 吸收峰的强度只要不为0,往往在实验中就能观察到
adf/uv_soc.txt · 最后更改: 2020/07/07 22:31 由 liu.jun

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