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关于文献中的分子吸收的问题

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发布时间: 2022-5-28 20:09

正文摘要:

用TD-DFT计算染料分子的吸收,一般都是在基态优化的基础上,对这个结构算一个TD,得到它的吸收值。1、那么文献中这种图(图1,J. Phys. Chem. B 2019, 123, 884−890)的吸收,是对gs、npi*、pipi*分别进行结构 ...

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Abandon-fmt 发表于 Post on 2022-5-29 10:14:32
pwzhou 发表于 2022-5-29 10:08
是的,注意这里不要读取输出文件中的能量差,对于基态能量,统一读取输出文件中"SCF Done"对应的能量,对 ...

我明白了!谢谢老师!
pwzhou 发表于 Post on 2022-5-29 10:08:56
Abandon-fmt 发表于 2022-5-29 09:14
老师您好,这个图最左边的点是对优化好的npi*结构做一个TD,得到能量差么?那么这个点的gs态相对于中间点 ...

是的,注意这里不要读取输出文件中的能量差,对于基态能量,统一读取输出文件中"SCF Done"对应的能量,对于第一激发态(有的构型是npi*,有的构型是pipi*),读取“Total Energy”对应的能量(输入文件中root=1),对于第二激发态(有的构型是npi*,有的构型是pipi*), 用”SCF Done“的能量加上第二激发态的垂直激发能;最后所有能量统一减去基态稳定构型下的基态能量。
Abandon-fmt 发表于 Post on 2022-5-29 09:14:13
pwzhou 发表于 2022-5-28 22:03
这个图中间那个点是在基态构型下做的计算(对应于通常所说的吸收),最左边的点是在优化好的npi*稳定构型下 ...

老师您好,这个图最左边的点是对优化好的npi*结构做一个TD,得到能量差么?那么这个点的gs态相对于中间点的gs态的能量差是两个结构的能量差么?
pwzhou 发表于 Post on 2022-5-28 22:03:45
本帖最后由 pwzhou 于 2022-5-28 22:06 编辑

这个图中间那个点是在基态构型下做的计算(对应于通常所说的吸收),最左边的点是在优化好的npi*稳定构型下做的计算(因为这里npi*为暗态,所以这里是通过无辐射跃迁回到基态的),最右边的点是在优化好的pipi*稳定构型下算的(对应于通常所说的荧光)。
左边图的线性插值是在优化好的基态构型(S0-min)与优化好的npi*稳定构型(npi*-min)之间做的,所谓的LIIC,大致是这样的做法,首先将S0-min和npi*-min的稳定构型转换为内坐标的表示方式,其中包含键长、键角、二面角;比如S0-min有一个键长是1.1;一个键角是20度,一个二面角是0度;npi*-min对应的键长、键角、二面角分别是1.2,30度和90度;那么你在这两个构型之间插值9个点;那么第一个点就是1.11,21,和20; 第二个点是1.12,22,和30; 依次类推。
同样,右边图是在S0-min和pipi*-min这两个构型之间做插值出来的。
文中做了两种TD的计算,一种是非平衡溶剂化(实线),就是做TD单点(计算吸收谱)时默认的溶剂化模型,对应的关键词是 TD(NonEqsolv, nstates=....); 另一种是平衡溶剂化(虚线),对应于优化构型(计算荧光谱)时的默认的溶剂化模型,对应的关键词时 TD(Eqsolv,nstates=....)

所以,这个图就是在不同构型下做的S0、pipi*,npi*态的势能曲线,S0构型下做的非平衡溶剂化的TD对应通常所说的吸收,pipi*构型下做的平衡溶剂化的TD对应于荧光,其他构型下的计算就是插值出来的构型对应的S0、pipi*和npi*态的能量。
Abandon-fmt 发表于 Post on 2022-5-28 20:46:17
wzkchem5 发表于 2022-5-28 20:25
准确来说,只有垂直吸收是必须在优化的基态结构下算的,广义的吸收光谱不一定要在基态优化结构下算。只不过 ...

嗯嗯,谢谢老师!
wzkchem5 发表于 Post on 2022-5-28 20:25:16
准确来说,只有垂直吸收是必须在优化的基态结构下算的,广义的吸收光谱不一定要在基态优化结构下算。只不过一般实验的UV-Vis光谱是和垂直吸收有直接对应的,而和其他结构下计算出来的吸收谱缺乏对应关系,而有些初级教材假设用户算吸收谱只是为了和实验UV-Vis谱比较,所以你会看到有些资料说吸收光谱必须在优化的基态结构下算,但是这样说其实不严谨。如果要和实验的除了UV-Vis以外的其他性质比较(比如这里的非辐射跃迁),那么可能就需要用优化的基态结构以外的其他结构。
文献这种就是没有优化,对坐标做了内插以后直接做TDDFT单点计算。

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