自旋禁阻三重态发射的圆偏振发光 (CPL) 不对称因子和磷光寿命

本文以铂螺旋烯复合物的自旋禁阻三重态发射的圆偏振发光 (CPL) 不对称因子和磷光寿命为例。

参考文献：

H.D. Ludowieg, M. Srebro-Hooper, J. Crassous, J. Autschbach, Optical Activity of Spin-Forbidden Electronic Transitions in Metal Complexes from Time-Dependent Density Functional Theory with Spin-Orbit Coupling, ChemistryOpen 2022, 11, e202200020

自旋轨道耦合效应包含在相对论TDDFT计算，从三重态到单重态的发射是自旋禁阻的，但由于自旋轨道耦合的存在，则可能会发生此类跃迁。

对于磷光，需要计算最低激发三重态 T$_1$ 的几何形状，参见教程 OLED 磷光发射的振动进程。platinahelicene P-3 c的T$_1$优化结构来自参考文献，点击链接复制全部内容到AMSinput Ctrl v粘贴即可。

参数设置（精度设置的较低）

保存作业并运行。

结果与处理

SCM → Output，在窗口底部搜索Rotatory Strengths：

搜索lifetime：

由于我们关注的是微小的影响，因此计算结果对微小的数值变化非常敏感。

可以使用对三重态分量进行玻尔兹曼平均的旋转和偶极强度来计算发射的平均不对称因子：

\[g_{lum}^{av} = 4 \frac{R_1 + e^{-(\Delta E_{1,2}/k_B T)} R_2 + e^{-(\Delta E_{1,3}/k_B T)} R_3}{D_1 + e^{-(\Delta E_{1,2}/k_B T)} D_2 + e^{-(\Delta E_{1,3}/k_B T)} D_3}\]

在这种情况下，三重态成分的能量非常接近（1.75762、1.75808 和 1.75866 eV），因此我们将使用

\[\tau^{av} = \frac{1 + e^{-(\Delta E_{1,2}/k_B T)} + e^{-(\Delta E_{1,3}/k_B T)}}{1/\tau_1 + e^{-(\Delta E_{1,2}/k_B T)}/\tau_2 + e^{-(\Delta E_{1,3}/k_B T)}/\tau_3}\]

平均辐射寿命也可以通过对三重态组分进行玻尔兹曼平均的寿命来计算：

\[\tau^{av} = \frac{1 + e^{-(\Delta E_{1,2}/k_B T)} + e^{-(\Delta E_{1,3}/k_B T)}}{1/\tau_1 + e^{-(\Delta E_{1,2}/k_B T)}/\tau_2 + e^{-(\Delta E_{1,3}/k_B T)}/\tau_3}\]

在这种情况下，我们将再次使用三重态分量的能量非常接近，因此我们将使用

\[\tau^{av} = \frac{3}{(1/\tau_1 + 1/\tau_2 + 1/\tau_3)} = 147 ~ \mu s\]

请注意，这里不包括溶剂的折射率，因为这是一个气相计算。

以上这些值，可以通过python脚本（点击下载解压）进行计算，用户只需要替换掉：

    E_eV = np.array([1.7576, 1.7581, 1.7587])
    D = np.array([4.6005, 26.599, 196.61])
    R = np.array([-0.34615e-1, -0.35678e-1, 0.10183])
    tau = np.array([0.2433e-2, 0.4205e-3, 0.5683e-4])

这些值就可以了。这些值就是上面Out文件里面的数值。修改Python脚本的方法参考：补充材料2：Python脚本中修改计算方法

Win运行方法，AMSjobs进入Python脚本所在文件夹 → Help → Command-line → sh回车 → amspython SpinOrbitCoupled_CD_calc_results.py 回车即可。