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[新手求助] 基态是doublet的分子怎么计算第一激发单线态和三线态?

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发表于 2016-3-12 18:55:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 万卷书万里路 于 2016-3-13 14:12 编辑

在计算一个要用作热延迟材料的分子,看了文献,觉得自己要计算他的单线态和三线态之间能量差,
我优化了基态结构,当时间输入文件的时候就发现是电荷为0的基态是Doublet,算完看了下MO,是doublet。
我第一次算这种有一个单电子的分子的激发态,不知道要计算他的单线态和三线态的正确的做法是什么,或者说,
对于一个基态是单重态的分子来说,算S1和T1之间的能量差很简单,就算第一激发单重态和第一激发三重态的就行,那这个呢,还是那样算吗,
第一激发态是那个单电子跃迁上去,还是下面成对电子里的一个跃迁上去?
输入文件怎么的电荷和自旋多重度怎么写?

谢谢大家!
二重态.PNG

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发表于 2016-3-12 19:41:06 | 显示全部楼层
你描述中说的是当前情况基态为双重态,怎么标题说“基态不是doublet”?

首先仔细检查分子结构,是否少原子之类,如果结构没问题,那么此体系电荷为0时就只有双重态、四重态、六重态...注定没法算单重态和三重态。如果要算,你的体系得带一个正电荷或负电荷。
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 楼主| 发表于 2016-3-13 14:17:57 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2016-3-12 19:41
你描述中说的是当前情况基态为双重态,怎么标题说“基态不是doublet”?

首先仔细检查分子结构,是否少 ...

谢谢老师!是我标题写错了,现在改。
我检查了,其实有四个分子需要计算,都看了一下,他们都是基态是二重态。那是真的没法算单重态和三重态了。
那他的第一激发态是几重态?
是哪一个电子跃迁呢,那个单电子,还是下面那对电子中的一个,是拿他做热延迟的材料的,本来计划是计算S1和T1之间的能差的,现在不知道怎么分析。
请老师指教

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发表于 2016-3-13 16:03:28 | 显示全部楼层
万卷书万里路 发表于 2016-3-13 14:17
谢谢老师!是我标题写错了,现在改。
我检查了,其实有四个分子需要计算,都看了一下,他们都是基态是二 ...

做TDDFT算算,看第一激发态的<S**2>是多少,以判断是几重态
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 楼主| 发表于 2016-3-14 08:52:24 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2016-3-13 16:03
做TDDFT算算,看第一激发态的是多少,以判断是几重态

好,谢谢老师!

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 楼主| 发表于 2016-3-14 14:24:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 万卷书万里路 于 2016-3-14 17:58 编辑
sobereva 发表于 2016-3-13 16:03
做TDDFT算算,看第一激发态的是多少,以判断是几重态

老师您好!算激发态的关键词: # td(nstates=6) M062X/6-31g(d)这是激发态输出文件的一部分信息: Excitation energies and oscillator strengths:

Excited State   1:  2.016-A      2.9695 eV  417.53 nm  f=0.0005  <S**2>=0.766
    155B ->168B       -0.41031
    155B ->169B       -0.21446
    158B ->168B       -0.21197
    158B ->169B       -0.11116
    159B ->168B       -0.11025
    162B ->168B        0.11353
    163B ->168B        0.29289
    163B ->169B        0.15192
    164B ->168B        0.50463
    164B ->169B        0.26507
    166B ->168B       -0.32118
    166B ->169B       -0.16599
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-KS) =  -2004.51200748   
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.

Excited State   2:  3.469-A      3.4040 eV  364.23 nm  f=0.0000  <S**2>=2.759
    166A ->169A        0.35412
    166A ->170A        0.38850
    166A ->171A       -0.32678
    167A ->169A       -0.12736
    167A ->173A        0.10259
    165B ->169B        0.35118
    165B ->170B       -0.41929
    165B ->171B        0.27974
    166B ->169B       -0.10250
    166B ->173B       -0.10117

Excited State   3:  3.449-A      3.5388 eV  350.35 nm  f=0.0001  <S**2>=2.723
    164A ->168A        0.10884
    164A ->170A        0.17668
    164A ->171A        0.17810
    165A ->170A       -0.19394
    165A ->171A       -0.19103
    167A ->168A        0.28617
    167A ->170A        0.43023
    163B ->170B        0.12376
    163B ->171B        0.15367
    164B ->170B        0.20082
    164B ->171B        0.23817
    166B ->167B       -0.25646
    166B ->170B       -0.39321
    166B ->171B       -0.12587

Excited State   4:  3.465-A      3.5590 eV  348.37 nm  f=0.0000  <S**2>=2.752
    161A ->169A       -0.10901
    163A ->168A        0.16014
    164A ->170A       -0.11381
    165A ->169A        0.12576
    165A ->170A        0.10024
    167A ->168A       -0.15113
    167A ->169A        0.46427
    167A ->170A        0.14726
    167A ->171A       -0.28605
    162B ->167B       -0.17954
    164B ->169B        0.10640
    164B ->170B       -0.11980
    165B ->170B       -0.10258
    166B ->167B        0.14503
    166B ->168B       -0.16493
    166B ->169B        0.41822
    166B ->170B       -0.17436
    166B ->171B        0.25534

Excited State   5:  3.462-A      3.6673 eV  338.08 nm  f=0.0000  <S**2>=2.747
    160A ->169A       -0.10704
    161A ->168A       -0.12171
    161A ->169A       -0.21653
    162A ->168A       -0.13772
    163A ->168A        0.43068
    164A ->168A        0.12918
    167A ->169A       -0.13783
    167A ->170A       -0.19778
    167A ->171A        0.15283
    160B ->169B        0.15920
    161B ->169B        0.13888
    162B ->167B       -0.47505
    163B ->167B        0.11622
    166B ->169B       -0.14366
    166B ->170B        0.20225
    166B ->171B       -0.12509

Excited State   6:  2.091-A      3.7792 eV  328.07 nm  f=0.0026  <S**2>=0.843
    154B ->168B       -0.17782
    155B ->168B       -0.46833
    155B ->169B       -0.24163
    158B ->168B       -0.24942
    158B ->169B       -0.13247
    159B ->168B       -0.11841
    162B ->168B        0.10956
    164B ->168B       -0.13852
    166B ->168B        0.60861
    166B ->169B        0.27228
SavETr:  write IOETrn=   770 NScale= 10 NData=  16 NLR=1 NState=    6 LETran=     118.

多重度.png

根据图片,算了第一激发态的S,算出来S=0.21833

这些数字都非整非半的,怎么利用这些信息分析激发态?实验测出来有荧光






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 楼主| 发表于 2016-3-14 17:56:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 万卷书万里路 于 2016-3-14 17:59 编辑
万卷书万里路 发表于 2016-3-14 14:24
老师您好!这是激发态输出文件的一部分信息:
Excitation energies and oscillator strengths:

后面我有计算了NTO,关键词是: # td=(nstates=6) m062x/6-31g(d) pop(saveNTO,NTO) density=transition=1
得到结果是这样的:              


分子轨道信息里里面,是这样的:


1  左边的是阿尔法轨道,右边是贝塔轨道,这个是固定的吗,还是哪一边叫什么都可以?
2  nto分析中阿尔法轨道上的电子跃迁占0.3658大约,但是贝塔轨道上的电子跃迁就占大于1,接近2,感觉很奇怪。这个意思是说第一激发态跃迁的电子来自于右边的贝塔轨道吗?
(是不是说明是最高占据轨道的单电子下面的那一对成对电子里的一个跃迁了,而不是那个成单的电子?)
3  还是这种情况不适合做nto分析?





ab.PNG
mo.PNG
nto1.PNG
nto2.PNG

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发表于 2016-3-14 19:23:33 | 显示全部楼层
万卷书万里路 发表于 2016-3-14 14:24
老师您好!算激发态的关键词: # td(nstates=6) M062X/6-31g(d)这是激发态输出文件的一部分信息: Excita ...

第一个激发态<S**2>=0.766,接近0.75,所以应认为是双重态
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发表于 2016-3-14 19:45:29 | 显示全部楼层
万卷书万里路 发表于 2016-3-14 17:56
后面我有计算了NTO,关键词是: # td=(nstates=6) m062x/6-31g(d) pop(saveNTO,NTO) density=transition= ...

左边是alpha右边是beta,总是如此
开壳层体系Gaussian输出NTO的数值的时候就是那样,比较莫名其妙,但没有关系。
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 楼主| 发表于 2016-3-14 22:26:33 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2016-3-14 19:45
左边是alpha右边是beta,总是如此
开壳层体系Gaussian输出NTO的数值的时候就是那样,比较莫名其妙,但没 ...

恩,谢谢老师~
那这个分子的确没法找他的S1和T1,但是还能不能像分析其他的有S1和T1的分子那样得到这两个态的能极差?看了其他分子的文献,那些好的热延迟材料是因为他的S1和T1能量差较小,所以给一些能量就能使得T1反过来向S1转化一点,那么荧光效率就会比没有这部分T1时更好。
我想分析这个激发过程,那这个分子是不是没办法做这些工作了,但是实验测了有荧光,不太理解荧光是从那个态跃迁的,是不是应该比一下实验数据看看和哪个激发态的发射波长相近?
1.   请老师指点下,我应该从哪里入手去分析?
2.   另外,由之前的计算得到他的第一激发态是双重态,那么是不是应该是这样的:

激发猜想

激发猜想


3.  这个分子还能不能做热延迟材料,能不能有一个态和发荧光的那个态的能量相近,然后可以帮助使得荧光效率高一些?

这四张图是学着用Multiwfn做的第一激发态电子——空穴分布。



electron

electron

electron+hole

electron+hole

hole

hole

e-h overlap

e-h overlap

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发表于 2016-3-14 23:47:43 | 显示全部楼层
万卷书万里路 发表于 2016-3-14 22:26
恩,谢谢老师~
那这个分子的确没法找他的S1和T1,但是还能不能像分析其他的有S1和T1的分子那样得到这两 ...

1 可以通过激发能来判断从哪个态跃迁的
2 是
3 不好说
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 楼主| 发表于 2016-3-15 10:37:21 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2016-3-14 23:47
1 可以通过激发能来判断从哪个态跃迁的
2 是
3 不好说

好的,谢谢老师!

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 楼主| 发表于 2016-3-15 15:17:56 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2016-3-14 23:47
1 可以通过激发能来判断从哪个态跃迁的
2 是
3 不好说

老师您好,看了电子-空穴分布的图,感觉有一点电荷转移激发的特征,hole主要分布在左一和左二的苯上,electron分布在左二的苯上,是不是说明电子从左一的苯转移到左二的苯上了,这样分析对吗?
但是除了这个,电荷转移激发的特征又感觉没了

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发表于 2016-3-15 18:22:45 | 显示全部楼层
万卷书万里路 发表于 2016-3-15 15:17
老师您好,看了电子-空穴分布的图,感觉有一点电荷转移激发的特征,hole主要分布在左一和左二的苯上,ele ...

有一点CT特征,但还不算CT特征强
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发表于 2016-3-15 21:23:23 | 显示全部楼层
什么热延迟?TADF?那一般双重态分子难发光......
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