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在TADF等光电材料中,实验确定S1和T1能量的方法,以及三种能差的讨论!!!

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发布时间: 2018-12-28 05:51

正文摘要:

本帖最后由 seantan521 于 2018-12-28 05:58 编辑 如附图所示,目前绝大部分方法是通过低温77k下分别测量荧光和磷光,从而计算出s1和t1能量的。 首先实验方法常见的有两种,一种是取荧光和磷光波形,向短波测 ...

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wzkchem5 发表于 Post on 2022-12-9 14:55:39
kay 发表于 2022-12-9 01:59
请教一下,为什么发射光谱归一化到跟吸收光谱强度相同,然后读取吸收和发射光谱的交点能量,就认为是0-0 ...

这个规则只是近似的。假设基态振动能级和激发态振动能级分布完全相同,最大吸收峰是从第m个基态振动能级跃迁到第n个激发态振动能级,最大发射峰是从第m个激发态振动能级跃迁到第n个基态振动能级,那么不难推出这个结论。但实际上基态振动能级和激发态振动能级一般并不相同,所以这种读0-0能量的方法是有误差的,只不过当Stokes位移比较小的时候误差一般可以忽略。
kay 发表于 Post on 2022-12-9 08:59:09
brothers 发表于 2019-1-11 14:37
如前所述,我认为切线法理论上只是在"没有振动分辨光谱"情况下的一种不得已而为之的方法。如果能得到振动 ...

请教一下,为什么发射光谱归一化到跟吸收光谱强度相同,然后读取吸收和发射光谱的交点能量,就认为是0-0。这里应该怎样理解交点为0-0跃迁呢?
wzkchem5 发表于 Post on 2022-11-23 01:08:20
cokie 发表于 2022-11-22 13:51
老师您好,看过您本博文中的讲解醍醐灌顶学到了很多,非常感谢!

对于您这条回复,我有些疑问:

补充一下,刚才听了一个报告,提到优化激发态结构常常会放大一般泛函算dEst的误差,因为一般的杂化泛函、范围分离泛函倾向于高估TADF分子的激发态结构和基态结构的差别。所以文献用S0结构可能也有误差抵消的考虑。但是用DeltaSCF方法可以避免这个问题,算得比TDDFT准很多,还比TDDFT快。不过需要用MOM方法,一般用Q-Chem做,BDF也支持,ORCA最近也实现了但要等新版发布才能用上。
可以搜一下Jan-Michael Mewes这个人最近的工作

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cokie + 4 非常感谢老师的回答!

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cokie 发表于 Post on 2022-11-22 21:30:12
wzkchem5 发表于 2022-11-22 21:20
dEst取什么能差取决于计算目的,不能抛开计算目的笼统地说哪种计算dEst的方法一定是正确的。
当然这不妨 ...

老师的回答非常详尽!!感激!!
wzkchem5 发表于 Post on 2022-11-22 21:20:56
cokie 发表于 2022-11-22 13:51
老师您好,看过您本博文中的讲解醍醐灌顶学到了很多,非常感谢!

对于您这条回复,我有些疑问:

dEst取什么能差取决于计算目的,不能抛开计算目的笼统地说哪种计算dEst的方法一定是正确的。
当然这不妨碍一些小领域里面dEst可能默认指垂直吸收的能差,但是对于TADF的S1->T1 ISC、T1->S1 RISC而言,理论上无论如何也跟S0结构下的dEst扯不上关系,因为这两个过程根本就不涉及S0态,严格来说只可能是S1结构下的垂直能差、T1结构下的垂直能差、绝热能差、0-0能差等等这几种可能(具体选哪个取决于计算目的以及拿到dEst之后要套什么公式,很难三言两语穷尽所有可能性)。所以S0结构下的dEst必然是近似,假如真的“默认”dEst是在S0结构下计算的话,原因只可能是因为好算。但是随着算力的提高以及大家对精度要求的提高,这个默认的做法将来可能未必是默认做法了,所以如果5~10年后有人来看这个帖子,不要盲目认为到时候dEst还是默认指的垂直吸收能差(搞不好现在就已经不能认为是默认指垂直吸收能差了)。
当然,S0结构下的dEst并不是在所有场合都不是最好选择。比如计算SOC校正的吸收光谱,研究S0->S1吸收峰和S0->T1自旋禁阻吸收峰之间的裂分,那就应该在S0结构下算dEst。

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cokie 发表于 Post on 2022-11-22 20:51:04
brothers 发表于 2019-1-16 22:55
对于计算dEst,一般用垂直吸收能的能差。如果不是,文中肯定会说明的

老师您好,看过您本博文中的讲解醍醐灌顶学到了很多,非常感谢!

对于您这条回复,我有些疑问:
关于使用Gaussian计算的dEst,您这里是说,是通过计算垂直吸收的能差来得到的吗?也就是大部分文章里,如果没有特别说明,那么计算得到的dEst是由吸收能而非发射能计算得到的吗?如果是的话请问大部分文章默认这样计算的原因是什么呢?是为了节约计算资源吗?还是有其他原因呢?
范学文 发表于 Post on 2019-4-22 19:27:50
xaomidaxue 发表于 2018-12-28 08:45
如果发光来自于CT,则取切线,如果来自LE则取峰值。有振动精细光谱的取第一个峰的峰值。
不同的激发态形式 ...

请问您说的这个具体是什么意思呢?
brothers 发表于 Post on 2019-1-16 22:55:27
seantan521 发表于 2019-1-14 17:24
嗯嗯,谢谢老师。我一直不太清楚edge得到的能差类似于垂直能差还是绝热能差,这下明白了!还有个小问题, ...

对于计算dEst,一般用垂直吸收能的能差。如果不是,文中肯定会说明的
seantan521 发表于 Post on 2019-1-14 17:24:08
brothers 发表于 2019-1-11 14:37
如前所述,我认为切线法理论上只是在"没有振动分辨光谱"情况下的一种不得已而为之的方法。如果能得到振动 ...

嗯嗯,谢谢老师。我一直不太清楚edge得到的能差类似于垂直能差还是绝热能差,这下明白了!还有个小问题,大家平时经常说的垂直能差,到底是垂直吸收能差还是垂直发射能差呀?
seantan521 发表于 Post on 2019-1-14 17:19:18
bryan-chen 发表于 2019-1-11 11:10
请问一下老师,S1或者T1是CT还是LE怎么去判断呢?

详见下方brothers老师的回复
brothers 发表于 Post on 2019-1-11 15:01:02
seantan521 发表于 2019-1-8 20:46
但是在很多情况下,S1态为CT态,而T1态为LE态,按照这样,应该S1取切线,而T1取峰值么?可是好像没见过这 ...

文献里并没有统一标准。我的回复的是基于光物理理论的,文献里怎么做就各有巧妙了,错误的或强为之解的例子多的是。我还听说过为了去凑计算数据而调整实验光谱解读方法的。在此不多做评论。
当然我并不是做光物理实验和测试的,限于学识,我的认识也可能不全对,欢迎学术讨论。
brothers 发表于 Post on 2019-1-11 14:37:30
seantan521 发表于 2019-1-8 21:06
嗯嗯,老师解释的非常详实,确实切线法很多时候感觉人为误差挺大的,而第二种取峰值的方法见的确实很少。 ...

如前所述,我认为切线法理论上只是在"没有振动分辨光谱"情况下的一种不得已而为之的方法。如果能得到振动分辨光谱,S1也好,T1也好,都应该区0-0峰的能量。没有的话再考虑edge。S和T一个有一个没有,那么有的那个也应该取0-0,并且说明取值的差异及这么做的原因。
既然edge是0-0的近似(发射光谱最高限),那么显然通过0-0或edge计算得到的dEst应该对应于Gaussian计算的绝热能差而不是垂直能差;或者现在由于G16可以很快地计算频率,你可以再考虑S1和T1的ZPE校正。加了ZPE校正的dEst理论上就跟你通过0-0或edge计算得到的dEst对应了。
你说的“PL发射峰的左侧切线经常和UV吸收峰的右侧切线交点接近”,这一点还是如上所述,发射光谱edge对应的是0-0发射的最高限,反过来,吸收光谱的edge对应的就是0-0吸收的最低限。假如你的分子变形不是很大,显然这两个edge会比较急接近。文献里为了获得0-0能,除了edge外,还有一个方法就是把发射光谱归一化到跟吸收光谱强度相同(好像是吧,有点忘记了,可以去文献里找找),然后读取吸收和发射光谱的交点能量,就认为是0-0。 这个方法跟你取两个edge是不是有点类似?
bryan-chen 发表于 Post on 2019-1-11 11:10:09
seantan521 发表于 2019-1-8 20:46
但是在很多情况下,S1态为CT态,而T1态为LE态,按照这样,应该S1取切线,而T1取峰值么?可是好像没见过这 ...

请问一下老师,S1或者T1是CT还是LE怎么去判断呢?
xaomidaxue 发表于 Post on 2019-1-9 14:24:02
seantan521 发表于 2019-1-8 21:11
嗯,这种方法我们实验室暂时还做不了,Durham的Monkman组可以做。不过我也就是对能差有些疑惑,切线法其 ...

这个可以测试的,用FLS980或者horiba就可搞定,就是测试比较麻烦,测试成本高

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