这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。
两侧同时换到之前的修订记录前一修订版后一修订版 | 前一修订版 | ||
adf:simplewayoftadf [2019/08/29 13:28] – [\(k_{\mathrm{RISC}}\)的结果] liu.jun | adf:simplewayoftadf [2021/06/30 13:57] (当前版本) – [一、计算$ΔE_{ST}$] liu.jun | ||
---|---|---|---|
行 1: | 行 1: | ||
- | ====== | + | ====== |
根据公式1,提高TADF的量子产率,可以通过: | 根据公式1,提高TADF的量子产率,可以通过: | ||
- S1-T1态之间的能量差较小 | - S1-T1态之间的能量差较小 | ||
行 6: | 行 6: | ||
=====泛函的选择与优化至关重要===== | =====泛函的选择与优化至关重要===== | ||
- | 单重态三重态能量差ΔE< | + | 单重态三重态能量差ΔE< |
由于TADF染料分子通常由数百个原子组成,因此TDDFT往往是唯一可行且精度足够的方法。为了进行这样的计算,需要选择合适的交换相关泛函。基于标准DFT的TDDFT受到“自相互作用”问题的困扰,而通常在OLED发光分子中的激发,通常涉及“电荷转移”,这种情况下,自相互作用效应会在激发态的能量和电子结构中产生虚影,导致更严重的误差。杂化泛函改善了自相互作用误差,但激发能以及电子耦合参数对引入的精确交换的比例非常敏感。 | 由于TADF染料分子通常由数百个原子组成,因此TDDFT往往是唯一可行且精度足够的方法。为了进行这样的计算,需要选择合适的交换相关泛函。基于标准DFT的TDDFT受到“自相互作用”问题的困扰,而通常在OLED发光分子中的激发,通常涉及“电荷转移”,这种情况下,自相互作用效应会在激发态的能量和电子结构中产生虚影,导致更严重的误差。杂化泛函改善了自相互作用误差,但激发能以及电子耦合参数对引入的精确交换的比例非常敏感。 | ||
行 14: | 行 14: | ||
* Samanta, Bredas et al., J. Am. Chem. Soc. 139, 4042 (2017) | * Samanta, Bredas et al., J. Am. Chem. Soc. 139, 4042 (2017) | ||
- | RSH泛函可以通过对γ参数进行调制,例如令HOMO能量与第一电离能之间的差异最小化,以进一步改善该泛函。教程参考[[adf: | + | RSH泛函可以通过对γ参数进行调制,例如令HOMO能量与第一电离能之间的差异最小化,以进一步改善该泛函。 |
得到最优γ值后,使用该γ值的RSH泛函进行后续的DFT计算。 | 得到最优γ值后,使用该γ值的RSH泛函进行后续的DFT计算。 | ||
行 23: | 行 23: | ||
* $k_B = 1.38064881×10^{-23}$ J/K | * $k_B = 1.38064881×10^{-23}$ J/K | ||
* T为温度,单位为K | * T为温度,单位为K | ||
- | * $V_{SOC}$为S1与T1之间的旋轨耦合矩阵元,给定分子的结构后,ADF可以直接计算得到,参考教程:[[adf: | + | * $V_{SOC}$为S1与T1之间的旋轨耦合矩阵元,给定分子的结构后,ADF可以直接计算得到,参考教程:[[adf: |
* $ΔE_{ST}$是该分子S1-T1之间的能量差值 | * $ΔE_{ST}$是该分子S1-T1之间的能量差值 | ||
* λ为逆向窜跃过程对应的重整能 | * λ为逆向窜跃过程对应的重整能 | ||
行 34: | 行 34: | ||
====一、计算$ΔE_{ST}$==== | ====一、计算$ΔE_{ST}$==== | ||
==1.1 首先优化两种分子的S0:== | ==1.1 首先优化两种分子的S0:== | ||
- | * 打开ADFinput | + | * 打开AMSinput |
- | * File → Import Coordinates ...选中其中一个分子,例如2CzPN_S0.xyz,导入ADFinput中 | + | * File → Import Coordinates ...选中其中一个分子,例如2CzPN_S0.xyz,导入AMSinput中 |
* Task设置为 ‘Geometry Optimization’ | * Task设置为 ‘Geometry Optimization’ | ||
* Relativity设置为:Scalar | * Relativity设置为:Scalar | ||
行 72: | 行 72: | ||
* 勾选NTOs、Charge transfer descriptors、Spin-Orbit coupling matrix | * 勾选NTOs、Charge transfer descriptors、Spin-Orbit coupling matrix | ||
* 保存并运行任务 | * 保存并运行任务 | ||
- | * 如何查找$< | + | * 如何查找$< |
{{ : | {{ : | ||
===三、计算λ=== | ===三、计算λ=== | ||
==理论:半经典Marcus理论(SCMT)== | ==理论:半经典Marcus理论(SCMT)== | ||
- | 半经典马库斯理论(SCMT)为描述这种热动力学势垒提供了一种简单的方法。两个状态在各自最小结构附近的势能面,以抛物线函数描述: | + | 半经典Marcus理论(SCMT)为描述这种热动力学势垒提供了一种简单的方法。两个状态在各自最小结构附近的势能面,以抛物线函数描述: |
{{ : | {{ : | ||
+ | |||
+ | <color grey> | ||
+ | * <color grey> | ||
+ | * <color grey> | ||
+ | * <color grey> | ||
行 87: | 行 92: | ||
λ的计算严格的定义,参考:J. Am. Chem. Soc. 139, 4042 (2017)。严格计算重整能λ,也需要计算S1态频率从而计算热振动对S1态总能量的贡献。 | λ的计算严格的定义,参考:J. Am. Chem. Soc. 139, 4042 (2017)。严格计算重整能λ,也需要计算S1态频率从而计算热振动对S1态总能量的贡献。 | ||
+ | |||
+ | |||
其中$E^{T1}(S1)$、 $E^{S0}(S1)$表示S1态的能量,但分子结构分别采用T1、S0态的平衡结构。 | 其中$E^{T1}(S1)$、 $E^{S0}(S1)$表示S1态的能量,但分子结构分别采用T1、S0态的平衡结构。 | ||
行 95: | 行 102: | ||
====\(k_{\mathrm{RISC}}\)的结果==== | ====\(k_{\mathrm{RISC}}\)的结果==== | ||
- | 4CzIPN的计算结果约为< | + | 4CzIPN的计算结果约为< |
+ | |||
+ | 虽然这种半经典计算的结果常常可以达到可接受的精确,但它强烈依赖于一些假设,而实际情况往往更复杂一些。更精确的计算,可以参考:[[adf: |