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两侧同时换到之前的修订记录前一修订版后一修订版 | 前一修订版后一修订版两侧同时换到之后的修订记录 | ||
adf:uv [2016/08/09 11:25] – liu.jun | adf:uv [2017/04/04 21:15] – [激发态分析] liu.jun | ||
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行 4: | 行 4: | ||
{{ adf: | {{ adf: | ||
- | =====激发态计算参数设置===== | + | =====激发态计算===== |
- | 采用优化好的锌酞菁分子结构([[文献重现_锌酞菁的基态与激发态计算_第一部分|即前文中最后一步计算采用的结构]])进行计算: | + | |
+ | ====参数设置==== | ||
+ | 采用优化好的锌酞菁分子结构([[adf: | ||
ADFinput支持比较灵活的分子拷贝、粘贴操作,例如: | ADFinput支持比较灵活的分子拷贝、粘贴操作,例如: | ||
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前者用于设置激发的类型: | 前者用于设置激发的类型: | ||
- | 后者用于设置需要计算的激发态的个数:例如此例中设置为40,表示希望得到S1、S2……S40等40个激发态。该参数一般对于紫外可见吸收,经常也不需要设置,默认值10已经足够。但这个参数对计算速度的影响并不大。 | + | 后者用于设置需要计算的激发态的个数:例如此例中设置为40,表示希望得到S1、S2……S40等40个激发态。理论上说,这个数值越大,计算越精确,但内存的需求也急剧增长。一个比较好的权衡,就是设置为40~60左右。 |
设置完毕,保存任务,例如名为03Excitation。 | 设置完毕,保存任务,例如名为03Excitation。 | ||
// | // | ||
+ | ====输出结果==== | ||
- | =====输出结果===== | + | [[adf:maintance|提交并行计算任务]],计算结束之后,得到03Excitation.t21、03Excitation.out、03Excitation.logfile。 |
- | + | ||
- | [[adf:parallel|提交并行计算任务]],计算结束之后,得到03Excitation.t21、03Excitation.out、03Excitation.logfile。 | + | |
这三个输出文件是最重要的输出文件,也是最常用的输出文件,其他输出文件则一般很少用到。 | 这三个输出文件是最重要的输出文件,也是最常用的输出文件,其他输出文件则一般很少用到。 | ||
行 54: | 行 55: | ||
{{ adf: | {{ adf: | ||
- | =====激发态分析===== | + | ====激发态分析==== |
将鼠标置于吸收峰处,或者至于该吸收峰对应的横轴的细蓝线处,即显示该激发态或吸收峰的构成,例如下图(ADF2016以后的版本,这些信息显示在下方的一个列表中): | 将鼠标置于吸收峰处,或者至于该吸收峰对应的横轴的细蓝线处,即显示该激发态或吸收峰的构成,例如下图(ADF2016以后的版本,这些信息显示在下方的一个列表中): | ||
- | {{ adf:znpc28.jpg?direct |}} | + | {{ adf:znpc28.png?direct |}} |
- | 为能量最低的激发态(S1),其构成为:91.8%从2a1.u激发到7e.g,即从a1.u不可约表示的第2个态激发到e.g这个不可约表示的第七个轨道,而这两个态,在SCM LOGO > levels中查看,实际上就是HOMO(最高占据轨道)和LUMO(最低空轨道),当鼠标移动到对应的能级上,即分别显示对应的轨道序号和组成: | + | 为能量最低的激发态(S1),其构成为:91.8%从2a1.u激发到7e.g,即从a1.u不可约表示的第2个态激发到e.g这个不可约表示的第七个轨道,而这两个态。 |
- | {{ adf: | + | 在SCM LOGO > levels中查看,实际上就是HOMO(最高占据轨道)和LUMO(最低空轨道),当鼠标移动到对应的能级上,即分别显示对应的轨道序号和组成: |
- | 需要说明的是,e.g是二重简并的不可约表示,所以每个e.g能级其实都有两个轨道,能量相同(这两个能级假如要往上面填充电子的话,就可以填4个电子)。这在上图中,也可以看到。 | + | {{ adf: |
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+ | 需要说明的是,上图中7 E1.g(7 E1.g也就是激发态构造图里面的7 | ||
同时该激发态的振子强度为0.7097.振子强度与吸收强度成正比。则文献的列表中对应着f的那一列,例如对于S1态振子强度为0.7356。 | 同时该激发态的振子强度为0.7097.振子强度与吸收强度成正比。则文献的列表中对应着f的那一列,例如对于S1态振子强度为0.7356。 | ||
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=====激发态的结构优化===== | =====激发态的结构优化===== | ||
- | 如果我们需要计算荧光或者磷光,激发态的结构优化就是必须要做的事情。如果计算吸收光谱就不需要这一步。一般而言,激发态的几何结构和基态的几何结构不一定具有相同的对称性。因此分子处于激发态的时候,其对称性我们是不清楚的。因此,对于激发态的优化,我们应该将分子的对称性取消掉,然后进行优化。优化之后,如果保持了原有的对称性结构,那就可以认为激发态对称性与基态一样(这种情况其实很少见);如果优化后,对称性消失了,或者降低了,那就只能认为激发态的对称性消失或降低了(大部分情况是如此);也有对称性变高的情况,但非常少。 | + | 参考:[[adf: |
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- | ADF计算的精确度很高,因此能够让结构收敛到正确的对称性上面去。例如CO2分子,我们从一个对称性最低的结构,例如Cs群的结构去优化,最后收敛后,ADF也能得到D∞h的直线型结构。 | + | |
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- | 由于我们取消了对称性,因此激发态的不可约表示就变成一个A了。最低激发态,也就变成1A了。因此我们如下设置激发态优化的参数(分子结构沿用上一步的结构): | + | |
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- | {{ adf: | + | |
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- | {{ adf: | + | |
- | + | ||
- | {{ adf: | + | |
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- | 同时取消对称性如下:在Details下拉菜单中选择Symmetry得到如下菜单: | + | |
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- | {{ adf: | + | |
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- | 保存任务,例如名为:04Excitation_GO,则自动生成04Excitation_GO.adf、04Excitation_GO.run文件。同时会生成04Excitation_GO.pid文件,这个文件对我们一般没有用处。然后执行任务。 | + | |
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- | =====结果分析===== | + | |
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- | 优化后的分子结构,可以从SCM LOGO > movie中播放的优化过程动画的最后一帧看到。导出该结构可以用如下方式: | + | |
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- | {{ adf: | + | |
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- | 也可以选择Save Geometry将其保存为xyz格式。 | + | |
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- | 而优化结束之后的激发态,与前面一样,可以在SCM LOGO > Spectra中查看。可以看到新的S1态的激发能。这其实就对应着荧光的发射峰。组分等也可以同样查看到。 | + | |
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- | 这部分工作该文献中没有进行,包括下面的激发态频率计算,文献中也没有做。 | + | |
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- | =====验证激发态优化结果:激发态频率计算,看是否存在虚频===== | + | |
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- | 本步计算的分子结构是上一步计算得到的结构。可以从movie中File-update Geometry In Input得到,也可以从File-Save Geometry得到的xyz文件导入。 | + | |
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- | 参数设置(这一步需要非常小心,否则会变成基态的频率计算),参数设置如下: | + | |
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- | {{ adf: | + | |
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- | {{ adf: | + | |
- | + | ||
- | {{ adf: | + | |
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- | 保存任务,例如名为05Freq_of_Excitation。运行计算。 | + | |
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- | **注意:**激发态频率的计算,实际上是使用数值拟合的方式去计算。也即是说,需要将每个原子逐个从平衡位置做微小偏移动,然后计算这种微小形变之后的激发能,因此对于像这样的大分子,计算激发态频率将是非常耗时的。如果不考虑对称性的话,计算的结构数大约为原子个数的6倍——也即是说需要计算这么多次激发态。ADF激发态的并行效率很高。因此高核数并行对于这样的计算很重要,否则几乎不可能完成这样的计算任务。总体而言ADF的效率不错,本计算在4核台式机上完成,大约用了4天。如果在16核服务器,基本上1天就足够了。 | + | |
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- | =====结果查看===== | + | |
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- | 同样地,在SCM LOGO > Spectra中可以查看到振动谱: | + | |
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- | 首先显示的是激发态(我们上面只计算了1A这一个激发态,因此只有一个峰): | + | |
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- | {{ adf: | + | |
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- | 选择振动谱: | + | |
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- | {{ adf: | + | |
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- | 即得到右方的振动谱。振动谱中没有虚频(负数的频率)。 | + | |
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- | ADF软件提供**免费试用**(一般为一个月),试用申请方式参见**费米科技维基百科:[[adf:trial|]]** | + |