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如何计算荧光、磷光的寿命(lifetime)与辐射速率常数(radiative rate)

说明: 本教程是针对2019及以前的版本。2020及后续版本,请参考:

寿命

1,首先对体系进行基态的几何结构优化,参考优化分子的几何结构

2,然后优化激发态的几何结构:

对于荧光的情况,优化激发态S1的方法,参考文献重现:锌酞菁的基态与激发态计算(第二部分)

对于磷光的情况,激发态的几何机构的优化与基态的优化完全一样,唯一的差别,是将Main菜单中的Spin Polarization改为2(表示2个电子未配对的三重态),这样优化结束后,就得到最低的三重态几何结构。

第1、2步中,基组、泛函的选取,用户可以参考:ADF:一般情况下如何选择基组Basis Set不同泛函的特点

3,计算寿命:

如此,基态为单重态,单重态、三重态的激发态都会得到(单重激发态对应荧光,三重激发态对应磷光)。

在output文件中,可以搜索“tau”,即得到寿命数据(例如下图所示):

没有寿命数据的那个跃迁是禁阻跃迁。

在各个不可约表示中,可以分别找到这些激发态对应的信息(这里拿第一个态示范):

该激发态是单重态或三重态?如下所示:

对于磷光或荧光,可以分别找到对应的数据。

实际上,1,2,3激发,均为三重态,SOC导致三重态简并被消除,而分裂成三个能量不等地态(当然此处这个分裂很小很小,这里小数点后面数字不够多,看不出来),磷光关心的就是这三个态。荧光则关心第一个单重激发态。

备注:

辐射速率常数

某个辐射的速率常数k,就是该激发态的寿命τ(即上文中tau)的倒数。

ki=1/τi

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