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[新手求助] 计算 deltaST的一些疑问

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最近有设计一些材料要初步判断一下能不能做TADF,读了论坛上各位老师的帖子之后,自己开始算了几个文件,把计算过程写在下面,也有几个疑问,希望能有老师指导一下~谢谢!
计算过程:
# opt freq td=singlets wb97xd/6-311g(d,p)

0   1           
     
计算S1的能量,从输出文件中提取最后一轮的第一激发态的E(TD-HF/TD-KS)能量,记为Es1
然后,把分子的初始构型稍微调整下使对称性破坏,再计算:
# opt freq uwb97xd/6-311g(d,p)

0   3

提取最后的HF的能量,记为T1的能量,Et1
然后这个作为绝热的delta ST=
Es1-Et1

问题:
1.上面的计算过程有没有什么问题?计算的是绝热的delta ST吗?另外,准确度是不是很低?
2.看过帖子和文献后觉得应该用校正w的泛函来求delta ST,因为分子太多并且每个的原子数也不少,每计算一个分子就要调节一次w很耗时间,就想先用wb97xd先计算一下看看,然后用LC-wPBE校正后再计算。
用校正的计算过程和上面一样,就是添加了两个IOP(···)
.
之前看到有老师的文章和帖子里写,先用B3LYP或者CAM-B3LYP或者M062X优化基态和激发态结构,再用LC-wPBE计算激发态的单点能,以此能量为S1的能量。看到一个帖子里在计算单点能的时候关键词写的是
#p b3lyp/6-31g(d) td scrf(solvent=toluene) nosymm
2.1 总感觉是在激发态的结构上又做了一次激发态,不太能理解这种做法,不写td的话,就感觉默认是基态?
2.2 加不加溶剂对这个delta ST影响很大吗?我的材料还没有合成,是不是计算的时候要猜测一下大概用什么可以溶解,在什么溶剂里测荧光,加上溶剂效应呢?想知道有没有必要
2.3 这个nosymm的意思是不保持对称性嘛,可是不加的话关键词里又没有opt,分子构型不是不会变的吗,单点能计算的就是当前结构下的能量,那为什么还要加这个关键词?

3.我在之前的计算过程是这样的:
s1计算和上面一样,
T1计算,上面只是第一步,然后又# td=triplets wb97xd/6-311g(d,p) 电荷和自旋多重度是 0  1,然后取这个激发态的能量(E(TD-HF/TD-KS))和s1的能量相减,我觉得上面计算的s1的能量是发出荧光时候的能量,也就是s1的最低能量,这里计算的T1能量是发磷光时候的能量,是T1的最低能量,但是被说不对,说是用开头写的方法才对,也没有T0态,感觉有些晕,我还是不清楚,想知道对或者不对的原因。

4.
这个图,我为了理清思路画了下。
我的理解:当我们计算紫外吸收波长时,红色那一段是我们说的激发波长,荧光发射波长是计算的是蓝色的那一段,磷光发射是绿色那段。这样对不对?
4.2 红色那段与实验UV光谱的哪一个波长对应?起峰处,还是吸收强度最大处?
    同理, 蓝色那段是荧光光谱的最大发射波长?(发射光强度最大处的波长?)绿色那段是磷光发射光谱的最大发射波长?
    那小段黑色的是不是发射荧光以后,分子弛豫到基态s0的过程中的放出能量?棕色和绿色的差值那段,也是这个道理吗?
4.3 之前sob老师的博文中有写,激发态能量(E(TD-HF/TD-KS))等于最后那个SCF Done能量加上激发能,我也验证过了。那在这个图里,比如S0->S1,这个SCF Done能量是A点的能量吗(对应到T1,SCF Done是B点的能量)?
4.4 还有横坐标,我看有好几种写法,应该是什么?

还请老师指点,谢谢啦!

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发表于 Post on 2017-3-14 00:23:07 | 只看该作者 Only view this author
1. 计算方法没问题,但是不准,因为没有调控,没有加溶剂。
2.1 不写TD, 0 1的情况下是基态, 0 3的情况下是T1
2.2 加溶剂可能影响很大,也可能不大,根据你分子结构决定。
2.3  nosymm 没必要加
3 你是对的。获得T1 结构可以用td opt 或者是 tda opt 或者是 0 3 opt. 同样计算T1能量可以td 可以tda 可以 0 3。 没有说是非要一致。所以你优化结构,和获得能量的方法不一样也不能说你错了。
4.1对
4.2 都是最大。都是这个道理
4.3 是的(如果是0 3算的T1,那么scf done 是ET1,如果是0 1+ td/tda算的T1,那么scf done 是B点能量。)
4.4 感觉 reaction coordinate / nuclear coordinate / molecule geometry 之类都行,不知道是否有行业标准之类。

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发表于 Post on 2017-3-14 06:53:56 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 冰释之川 于 2017-3-14 07:44 编辑
ggdh 发表于 2017-3-14 00:23
1. 计算方法没问题,但是不准,因为没有调控,没有加溶剂。
2.1 不写TD, 0 1的情况下是基态, 0 3的情况 ...

钟老师的回答我很赞同。另外咨询一下,关于用调控泛函算绝热ΔEst,由于涉及到S1和T1的平衡结构,那么问题来了,调控是分别对这两个结构进行优化w值呢?还是大家都取基态结构下(或者是S1结构下?)的最优w值来算E(S1)和E(T1)呢?
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发表于 Post on 2017-3-14 10:34:24 | 只看该作者 Only view this author
这边还有一个问题想请教一下sob老师,如果我都用td的方法去计算S1态和T1态的能量,那我的绝热能应该是两个total energy相减,还是两个HF能量相减呢?

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发表于 Post on 2017-3-14 10:48:49 | 只看该作者 Only view this author
wyf 发表于 2017-3-14 10:34
这边还有一个问题想请教一下sob老师,如果我都用td的方法去计算S1态和T1态的能量,那我的绝热能应该是两个t ...

如果都用TDDFT算,则绝热ΔEst 为两者E(TD-HF/TD-KS)能量差,并不是HF能量差(你还要考虑激发能)
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发表于 Post on 2017-3-14 11:05:15 | 只看该作者 Only view this author
冰释之川 发表于 2017-3-14 10:48
如果都用TDDFT算,则绝热ΔEst 为两者E(TD-HF/TD-KS)能量差,并不是HF能量差(你还要考虑激发能)

非常感谢老师的解答,这边还有一个问题,那我们在计算单-三线态的驱动能△G时,也是用到的这个绝热能差么?还是用到的两个HF能量相减得到的能量呢?因为之前听到一个老师讲的是,这个驱动能等于二者零点矫正能相减,如果我没有做频率计算的话,那这个能量是不是就是两个HF相减得到的能量呢?这个驱动能跟绝热能差有什么区别呢?

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发表于 Post on 2017-3-14 11:08:35 | 只看该作者 Only view this author
冰释之川 发表于 2017-3-14 06:53
钟老师的回答我很赞同。另外咨询一下,关于用调控泛函算绝热ΔEst,由于涉及到S1和T1的平衡结构,那么问 ...

文献的做法是:基态分子进行这一系列的w参数调控

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发表于 Post on 2017-3-14 11:12:09 | 只看该作者 Only view this author
wyf 发表于 2017-3-14 10:34
这边还有一个问题想请教一下sob老师,如果我都用td的方法去计算S1态和T1态的能量,那我的绝热能应该是两个t ...

delta_ST绝热能=S1的绝热能-T1的绝热能
S1/T1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量

如果是垂直能,那就直接等于两者E(TD-HF/TD-KS)能量差,因为此时的S1/T1对应的基态结构是完全相同的

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发表于 Post on 2017-3-14 11:20:26 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 ggdh 于 2017-3-14 11:31 编辑
冰释之川 发表于 2017-3-14 06:53
钟老师的回答我很赞同。另外咨询一下,关于用调控泛函算绝热ΔEst,由于涉及到S1和T1的平衡结构,那么问 ...

w跟结构有关,也跟轨道的形状有关。一般在优化激发态过程中。轨道的基本性质不会变(共轭PI轨道),那么w变化就不会太大。统一用基态结构的就好。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2017-3-14 14:28:21 | 只看该作者 Only view this author
赵云跳槽 发表于 2017-3-14 11:12
delta_ST绝热能=S1的绝热能-T1的绝热能
S1/T1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量

您好!
我不能理解这个:“S1/T1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量”
这个绝热能的意思是绝热发射(激发)能吗?
如果是的话,是不是应该是减号?HF能量等于SCF Done的能量是不是。

还有这句:“如果是垂直能,那就直接等于两者E(TD-HF/TD-KS)能量差,因为此时的S1/T1对应的基态结构是完全相同的。”
两者E(TD-HF/TD-KS)的时候不是上面那个图里的ES1和ET1吗,怎么着对应的基态结构就一样了?还请解释一下,谢谢啦!

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2017-3-14 14:57:32 | 只看该作者 Only view this author
ggdh 发表于 2017-3-14 00:23
1. 计算方法没问题,但是不准,因为没有调控,没有加溶剂。
2.1 不写TD, 0 1的情况下是基态, 0 3的情况 ...

谢谢老师的解答!
我还有两个问题,
1.“不写TD, 0 1的情况下是基态, 0 3的情况下是T1”
那我想,求delta ST应该是S1和T1的能量用同样的方法水平下计算出来、意义对应的上的才对吧,
我单纯只在0  3 下优化结构得到的SCF Done能量(也就是文件末尾的HF能量)就是ET1,对于求绝热delta_ST,对应要用的S1态能量应该是# opt td=singlets 的E(TD-HF/TD-KS)数值吗?还是别的?
2.要是我还想更精确点,“用调控了参数的泛函再计算T1态的单点能”,只想计算T1的单点能,我拿 0  3 下优化过的结构再:
# LC-wPBE/tzvp IOP(···)IOP(···)

0  3

我这样写对吗?
第一种方法,用非调控的泛函(比如B3LYP)优化结构之后再用调控了的来计算单点能,和第二种方法:直接用调控参数的泛函优化激发态结构并直接读取能量,这两种哪一种更能准确一点?
3.和这句“如果是0 3算的T1,那么scf done 是ET1,如果是0 1+ td/tda算的T1,那么scf done 是B点能量。”
这里的“如果是0 1+ td/tda算的T1,”具体指哪种:
(1)# td=triplets              0  1   (输入文件的结构是优化了的 0 3 结构)
(2)# td=triplets              0  1   (输入文件的结构是优化了的 0 1 结构,基态s0结构)
(3)# opt td=triplets       0  1    (输入文件的结构是未经优化的初始结构)
还是这三个都不是,
还想知道,这三种计算各自的意义,能不能在势能面上找到各自输出文件里的E(TD-HF/TD-KS)的位置?
感觉我问的也有点问题,但是也说不清楚,麻烦老师能指导!

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发表于 Post on 2017-3-14 16:39:21 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 赵云跳槽 于 2017-3-14 16:42 编辑
万卷书万里路 发表于 2017-3-14 14:28
您好!
我不能理解这个:“S1/T1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量”
这个绝热能的意思是绝热发射(激发 ...

S1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量    td opt或tda opt计算
T1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量    td(triplets) opt或tda(triplets) opt计算,或 opt使用0 3
对于HF/DFT计算  HF能量=SCF Done的能量

垂直指的是不优化构型,你图中的E_S1和E_T1都是优化后的,都是绝热的
还是认真看sob的博文吧
Gaussian中用TDDFT计算激发态和吸收、荧光、磷光光谱的方法
http://sobereva.com/314
优化长程校正泛函w参数的简便工具optDFTw
http://sobereva.com/346

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2017-3-14 17:15:22 | 只看该作者 Only view this author
赵云跳槽 发表于 2017-3-14 16:39
S1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量    td opt或tda opt计算
T1的绝热能=E(TD-HF/TD-KS)+HF能量    td(tr ...

好的,谢谢!我再仔细看看

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2017-3-19 14:35:38 | 只看该作者 Only view this author
ggdh 发表于 2017-3-14 00:23
1. 计算方法没问题,但是不准,因为没有调控,没有加溶剂。
2.1 不写TD, 0 1的情况下是基态, 0 3的情况 ...

老师您好!
这几天看了帖子后又计算产生了疑问,
第一条您说,不准,因为没加溶剂没有调控,我想问,如果是先用CAM-B3LYP泛函优化激发态结构,然后再用调控的泛函在加溶剂效应的情况下计算激发态单点能,那在前一步优化的过程(CAM-B3LYP)中我还需要加溶剂效应吗?
也就是说,优化结构的过程溶剂对最后的结构有没有影响,优化结构的过程中是否加调控又有没有影响?
谢谢了!

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发表于 Post on 2017-3-19 15:07:25 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 冰释之川 于 2017-3-19 15:08 编辑
万卷书万里路 发表于 2017-3-19 14:35
老师您好!
这几天看了帖子后又计算产生了疑问,
第一条您说,不准,因为没加溶剂没有调控,我想问,如 ...

一般情况下,溶剂效应对分子的几何结构影响较小(参见 http://sobereva.com/327 1.3节<隐式溶剂模型对体系性质的影响>);如果你有实验值对照,那么最好考虑溶剂效应。

优化几何结构的过程和后面的泛函调控没有必然联系。泛函调控是针对你优化好的几何结构下做相应泛函的优化,此时你的分子几何结构已经确定下来了
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