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[综合交流] 理论计算荧光,为什么得到的S1的振子强度是0?谢谢指点

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1:背景介绍:我是理论计算延时荧光的(TADF),所以选用的分子都是HOMO和LUMO有明显分离的,为了能有小的S1-T1gap。现在我想理论计算一下如下分子的荧光速率。
2:问题:通过借助b3lyp  m062x等泛函,在gas和toluene中优化第一激发态,得到的基本都是如下的输出(当然,激发能可能不一样,但是振子强度都是0)
Excited State   1:      Singlet-A      2.4923 eV 497.48 nm f=0.0000  <S**2>=0.000
     114 ->115         0.70558
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-KS) =  -1361.95379419   
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.
Excited State   2:      Singlet-A      3.2550 eV  380.91 nm  f=0.0000  <S**2>=0.000
     111 ->115         0.47032
     112 ->115         0.51828

Excited State   3:      Singlet-A      3.6402 eV  340.60 nm  f=0.0297  <S**2>=0.000
     114 ->116        -0.69103
     114 ->118        -0.13216

3:通过计算,我看到S1的荧光波长是497.48nm,这个和实验符合的比较好,同时,我分别优化S1和T1,得到的gap也和实验符合的很好,但是,就是这个振子强度是0.所以,没法按照爱因斯坦自发辐射方程得到荧光速率。这是我的主要问题,不知道这个怎么解决?

4:同时为了确认我找的这个S1是比较准确的,我用同样的泛函,相同的机组做了freq分析,(我知道这样很费时,因为高斯不支持二阶解析导数,听群里们大神这样说,其实我也不懂)。如下,没有虚频。
Low frequencies ---   -4.8372   -2.6274   -0.3463    0.1192    1.4916    5.1515
Low frequencies ---    8.5535   13.4752   42.1094
Diagonal vibrational polarizability:
       25.9609238     143.2155232     657.6656082
Harmonic frequencies (cm**-1), IR intensities (KM/Mole), Raman scattering
activities (A**4/AMU), depolarization ratios for plane and unpolarized
incident light, reduced masses (AMU), force constants (mDyne/A),
and normal coordinates:
                      1                      2                      3
                      A                      A                      A
Frequencies --      7.5529                13.1102                41.9882
Red. masses --      6.5151                 5.7870                 3.9680
Frc consts  --      0.0002                 0.0006                 0.0041


以上就是我的计算和问题,不知道问题出在哪,怎么解决?谢谢各位老师的指点。

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发表于 Post on 2022-9-14 15:30:38 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-9-13 15:09
只有算出荧光量子产率才能确切无误地判断

好的,谢谢

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发表于 Post on 2022-9-14 03:17:58 | 只看该作者 Only view this author
Scarlett-ww 发表于 2022-9-13 14:32
请问Sob老师,如下五个单重态激发态,S1和S2能量相近,振子强度为0.0001。S3和S4能量相近,振子强度大一 ...

没法简单这么认为
本来S1~S4的能量差都很小,而且S3、S4的振子强度也很小,发光前明显更容易先内转换到S1
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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发表于 Post on 2022-9-13 15:09:27 | 只看该作者 Only view this author
Scarlett-ww 发表于 2022-9-13 07:32
请问Sob老师,如下五个单重态激发态,S1和S2能量相近,振子强度为0.0001。S3和S4能量相近,振子强度大一 ...

只有算出荧光量子产率才能确切无误地判断
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
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发表于 Post on 2022-9-13 14:32:40 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2018-5-8 03:59
S1振子强度很小,S1-S2能级差比较大,很大可能就是S2发光的

算出来的S1振子强度很小或为0是很常见、很正 ...

请问Sob老师,如下五个单重态激发态,S1和S2能量相近,振子强度为0.0001。S3和S4能量相近,振子强度大一些。是否认为可能是S3和/或S4发射的荧光呢?ps.实验上可以观测到较弱荧光。
  Index  Excit.energy(eV       nm        1000 cm^-1)       Oscil.str.
     1         1.24717      994.12483       10.05910        0.00001
     2         1.25328      989.27635       10.10840        0.00001
     3         1.31628      941.93012       10.61650        0.00675
     4         1.31960      939.55832       10.64330        0.00641
     5         1.61112      769.55051       12.99460        0.00562

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发表于 Post on 2018-6-14 16:46:56 | 只看该作者 Only view this author
xaomidaxue 发表于 2018-5-8 17:02
我用的是opt-w 的方法,尝试了计算还是可以的,就用的sober老师的脚本,很多情况下计算出来f=0,并不是意味 ...

老师,你好,我想请教下,对于遇到f=0的情况,实验上已有分子效率很高,但f=0,理论上相当于已经不发光,该怎么解释,谢谢

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发表于 Post on 2018-5-23 22:14:19 | 只看该作者 Only view this author
xaomidaxue 发表于 2018-5-8 17:02
我用的是opt-w 的方法,尝试了计算还是可以的,就用的sober老师的脚本,很多情况下计算出来f=0,并不是意味 ...

那这种情况我们要怎么证明设计的TADF材料性能比较好

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发表于 Post on 2018-5-16 09:38:49 | 只看该作者 Only view this author
小范范1989 发表于 2018-5-7 11:09
具体的我也不是特别清楚啊。
能不能柔性扫描一下,看看是不是另外一个构型。
因为,我师弟,做了一个分 ...

好的,谢谢指点,我再去看看
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2018-5-8 18:11:50 | 只看该作者 Only view this author
xaomidaxue 发表于 2018-5-8 17:02
我用的是opt-w 的方法,尝试了计算还是可以的,就用的sober老师的脚本,很多情况下计算出来f=0,并不是意味 ...

嗯,好的,谢谢老师指点。
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发表于 Post on 2018-5-8 17:02:46 | 只看该作者 Only view this author
我用的是opt-w 的方法,尝试了计算还是可以的,就用的sober老师的脚本,很多情况下计算出来f=0,并不是意味着不发光,很多蓝光TADF材料的S1的f=0很多,但是EQE还是很好,PLQY都能接近0.9。可能相态对于发光也具有一定的影响,薄膜状态下分子驰豫被抑制了,有利于发光。好多的TADF文献film状态下的PLQY要远远高于solution下。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2018-5-8 11:40:58 | 只看该作者 Only view this author
xaomidaxue 发表于 2018-5-8 08:49
换长程矫正的泛函试试,这个我做过较多的的计算,发现蓝光的S1基本都为0,但是实验的结果EQE很高。很难理 ...

谢谢老师指点,
咨询一下老师,像LC-BLYP,LC-wpbe以及wb97x这中调节的泛函。我看文章中都是计算S-T能查很好,对光谱描述如何呢。我之前用LC-BLYP和LC-wpbe测试了一个,计算发射光谱波长好像差距不小,所以,这个方法会调节,但是一直没具体应用。
不知道老师遇到过这个问题没有,还是我当时计算的不对。
谢谢老师指点
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发表于 Post on 2018-5-8 08:49:27 | 只看该作者 Only view this author
小范范1989 发表于 2018-1-30 17:08
我记得论坛里之前好多讨论的。
我个人觉得,可能是泛函,泛函不同,会有影响.
或者.可能是构型,没找 ...

换长程矫正的泛函试试,这个我做过较多的的计算,发现蓝光的S1基本都为0,但是实验的结果EQE很高。很难理解,你的材料是adachi在2014年发表的文章。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2018-5-8 08:06:38 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2018-5-8 03:59
S1振子强度很小,S1-S2能级差比较大,很大可能就是S2发光的

算出来的S1振子强度很小或为0是很常见、很正 ...

谢谢sob老师指点。
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发表于 Post on 2018-5-8 03:59:25 | 只看该作者 Only view this author
S1振子强度很小,S1-S2能级差比较大,很大可能就是S2发光的

算出来的S1振子强度很小或为0是很常见、很正常的情况,不要当做是什么异常而试图去尝试其它一大波计算级别
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2018-5-7 11:09:26 | 只看该作者 Only view this author
yakir 发表于 2018-5-7 09:38
请教楼主,我算的不是延迟荧光,就是普通的荧光,用b3lyp和m062x都试了一遍,振子强度为0,请问楼主最后怎 ...

具体的我也不是特别清楚啊。
能不能柔性扫描一下,看看是不是另外一个构型。
因为,我师弟,做了一个分子,就是找出了四个构型,其中两个发光,两个不发光。
或者就是S2发光呢?当然我也不清楚,判断S2发光的条件是啥。还请高人指点。
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