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标题: 求助HOMO 和 LUMO 之间的能隙与吸收光谱关系 [打印本页]

作者
Author: zhb 时间: 2021-9-4 23:09
标题: 求助HOMO 和 LUMO 之间的能隙与吸收光谱关系
各位老师，请教两个问题，1.像图中的解释HOMO and LUMO gap大小可以反映物质的化学活性和动力学稳定性，我想知道其中原理和机制是什么，文章引用文献也没有说2.HOMO and LUMO gap越小，吸收光谱的红移就越明显我也找了文献可都没有说清，请老师可以推荐给我关于这两方面的文献吗？谢谢老师

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Author: sobereva 时间: 2021-9-5 00:54
先把此文仔细看了
正确地认识分子的能隙(gap)、HOMO和LUMO
http://sobereva.com/543（http://bbs.keinsci.com/thread-16758-1-1.html）

没有特定前提下，HOMO-LUMO gap和动力学稳定性并没有直接的关系。别随便信某些文章

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-9-5 01:48
那个叫HOMO-LUMO gap，不带and。
HOMO-LUMO gap反映活性/稳定性是一个极其粗糙的近似，原理是二阶微扰理论，HOMO-LUMO gap会出现在分母上。但是分子（一般是某种矩阵元的模平方，随微扰种类不同而不同）并不是一定的，而且变化范围一般比分母还大，所以HOMO-LUMO gap和活性/稳定性有一定统计相关性，但相关性一般很弱

作者
Author: zhb 时间: 2021-9-5 09:06

wzkchem5 发表于 2021-9-5 01:48
那个叫HOMO-LUMO gap，不带and。
HOMO-LUMO gap反映活性/稳定性是一个极其粗糙的近似，原理是二阶微扰理论 ...

谢谢老师，那HOMO-LUMO gap越小，为什么吸收光谱红移明显呢？这个什么依据呢？文章可以用吗

作者
Author: 玉米猫 时间: 2021-9-5 09:28

zhb 发表于 2021-9-5 09:06
谢谢老师，那HOMO-LUMO gap越小，为什么吸收光谱红移明显呢？这个什么依据呢？文章可以用吗

HOMO-LUMO gap越小，电子从HOMO跃迁到LUMO所需的能量就越小，吸收的光的能量越小，所以红移

作者
Author: zjxitcc 时间: 2021-9-5 14:35

zhb 发表于 2021-9-5 09:06
谢谢老师，那HOMO-LUMO gap越小，为什么吸收光谱红移明显呢？这个什么依据呢？文章可以用吗

这顶多是一部分同系物、类似物的规律，不是铁律（即有反例）。好好看2L中的博文，答案全在里面。另外，关于各种稳定性，见这几个帖子
http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=600
http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1137
http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1207
http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1272

巨量实验组的文献拿HOMO-LUMO gap讨论各种问题，很多都是不严谨的、错误的。有时候明明有些物理量在量化上可以严格计算出来，非要拿HOMO-LUMO gap说事，十分牵强。

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-9-5 16:14

zjxitcc 发表于 2021-9-5 07:35
这顶多是一部分同系物、类似物的规律，不是铁律（即有反例）。好好看2L中的博文，答案全在里面。另外，关 ...

我其实怀疑这些人为了解释稳定性，都会去算一下HOMO-LUMO gap，然后有51%的概率发现符合实验，49%的概率发现不符合，如果符合就只拿这个说事，如果不符合就假装没做过这个计算，用其他方法解释稳定性，或者干脆就不解释了。

作者
Author: Mikasa 时间: 2021-9-6 07:50
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.0c00320
可以看一下此文

作者
Author: cccxq 时间: 2024-12-12 12:26
请问老师，荧光发射波长与带隙之间是有联系的吗，最近有个审稿人问到了这个问题：
In Figure 4c, it can be observed that the band gaps have some difference. However, the trend is inconsistent with the fluorescence emission wavelength. Author should explain this.

作者
Author: cokie 时间: 2024-12-12 13:12

cccxq 发表于 2024-12-12 12:26
请问老师，荧光发射波长与带隙之间是有联系的吗，最近有个审稿人问到了这个问题：
In Figure 4c, it can ...

是什么类型的材料？小分子？半导体？高分子？闪烁体？

作者
Author: cccxq 时间: 2024-12-12 14:29

cokie 发表于 2024-12-12 13:12
是什么类型的材料？小分子？半导体？高分子？闪烁体？

MOF材料，ABC三个材料，带隙 A:3.12eV ;B:3.02eV；C:2.83eV。
发射 A:450 nm; B,C: 490 nm附近

作者
Author: cccxq 时间: 2024-12-12 16:35

cokie 发表于 2024-12-12 13:12
是什么类型的材料？小分子？半导体？高分子？闪烁体？

老师，有类似介绍band gap和发射波长之间关系的文献吗，我想去引文解释下

作者
Author: cokie 时间: 2024-12-12 16:48

cccxq 发表于 2024-12-12 14:29
MOF材料，ABC三个材料，带隙 A:3.12eV ;B:3.02eV；C:2.83eV。
...

怎么说呢，因为情报比较少，很多东西我只能靠猜。
MOFs的计算我猜测你大概率是拆出了其中1~2个重复单元做的DFT计算，而审稿人文中的band gap，应该是你计算出的HOMO-LUMO Gap吧？

首先发射过程的计算一般来说都符合卡莎规则，即基于最低激发态分子的极小点来计算的，而一般文章中所提到的HOMO-LUMO Gap都是基于基态全局最小点来算的。也就是说垂直发射能和HOMO-LUMO Gap（这个审稿人口中的band gap）都不是用同一个结构算的，怎么可能有关联呢？这还是只是绝热的情况。

可以先从sob老师这篇博文入手学习一下（http://sobereva.com/543）

作者
Author: cccxq 时间: 2024-12-12 17:34

cokie 发表于 2024-12-12 16:48
怎么说呢，因为情报比较少，很多东西我只能靠猜。
MOFs的计算我猜测你大概率是拆出了其中1~2个重复单元 ...

感谢老师，我的发射波长是直接仪器测量得到的，Band gap和发射波长有关系，但是受许多其他外因影响是吗
不能把它俩直接联系起来。

作者
Author: cokie 时间: 2024-12-12 20:17

cccxq 发表于 2024-12-12 17:34
感谢老师，我的发射波长是直接仪器测量得到的，Band gap和发射波长有关系，但是受许多其他外因影响是吗
...

没什么关联。
可能是我把结论放在推论中所以你没注意到，这是我的问题。

另外建议无论任何时候，问问题如果想得到细致的答案而非一个大概回答的话，尽量把背景/情报交代清楚。即使你问了这么多条，我依然不知道你问题中除了发射波长外的数据，哪些是算的，用什么算的（量化还是第一性原理还），Band Gap到底是用什么值来表示的，MOFs你究竟算没算，算了的话取的什么模型。这些信息一概不知，没有人可以直接给你一个合适的答案。

作者
Author: cccxq 时间: 2024-12-12 20:45

cokie 发表于 2024-12-12 20:17
没什么关联。
可能是我把结论放在推论中所以你没注意到，这是我的问题。

抱歉，老师。
我的理论计算是使用VASP计算。计算参数为（All of the first-principles calculations were carried out based on the Kohn-Sham density functional theory (DFT) with the Vienna Ab-initio Simulation package (VASP).[42] The convergence criteria of the energy in electronic SCF iterations and the force in ionic step iterations are 1.0 × 10-8 and 5.0 × 10-2 eV, respectively. The generalized gradient approximation as parameterized by Perdew, Burke, and Ernzerhof (PBE) for exchange–correlation functional and Gamma-centered k-points sample mesh of 3 × 3 × 2 were used. ）
Band gap是用态密度的差值，MOFs直接取得解出的Cif结构。

审稿人的问题是：5. In Figure 4c, it can be observed that the band gaps have some difference. However, the trend is inconsistent with the fluorescence emission wavelength. Author should explain this.
请问我应该如何回复审稿人（给老师添麻烦了，初学者好多都不懂

）

作者
Author: cokie 时间: 2024-12-12 21:20

cccxq 发表于 2024-12-12 20:45
抱歉，老师。
我的理论计算是使用VASP计算。计算参数为（All of the first-principles calculations wer ...

如果是半导体材料的话，带隙确实和发射有关系。
但如果材料有较宽的发射峰那大概率材料的带隙是间接带隙而非直接带隙，想研究发射和带隙的关系，直接取峰值是不科学的，而应该采用tauc plot。

作者
Author: cccxq 时间: 2024-12-12 21:42

cokie 发表于 2024-12-12 21:20
如果是半导体材料的话，带隙确实和发射有关系。
但如果材料有较宽的发射峰那大概率材料的带隙是间接带隙 ...

老师，您好，我明白了，有相关文献可以推荐吗，我去引用例证下

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)